SlideShare a Scribd company logo
1 of 64
Download to read offline
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
w
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Bogusław Szumilas
Suszenie drewna
742[01].Z4.01
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inŜ. Lidia Staniszewska
mgr inŜ. Łukasz Styczyński
Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Bogusław Szumilas
Konsultacja:
mgr Małgorzata Sołtysiak
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 742[01].Z4.01
„Suszenie drewna”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu stolarz.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Proces oraz sposoby suszenia drewna 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 17
4.1.3. Ćwiczenia 17
4.1.4. Sprawdzian postępów 18
4.2. Proces naturalnego suszenia drewna 19
4.2.1. Materiał nauczania 19
4.2.2. Pytania sprawdzające 31
4.2.3. Ćwiczenia 31
4.2.4. Sprawdzian postępów 32
4.3. Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa suszarni
komorowej 33
4.3.1. Materiał nauczania 33
4.3.2. Pytania sprawdzające 50
4.3.3. Ćwiczenia 50
4.3.4. Sprawdzian postępów 52
4.4. Gospodarka materiałami, narzędziami i energią. Bezpieczeństwo i higiena
pracy, ochrona przeciwpoŜarowa oraz ochrona środowiska 53
4.4.1. Materiał nauczania 53
4.4.2. Pytania sprawdzające 54
4.4.3. Ćwiczenia 54
4.4.4. Sprawdzian postępów 56
5. Sprawdzian osiągnięć 57
6. Literatura 62
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu suszenia drewna.
Pozwoli Ci zapoznać się z podstawami suszenia drewna na wolnym powietrzu oraz
w suszarniach komorowych. Znajdziesz teŜ informacje dotyczące obsługi suszarni
komorowej, kontroli przebiegu suszenia drewna oraz przepisów bezpieczeństwa i higieny
pracy podczas prac związanych z suszeniem drewna.
W rozdziale 4.1. Proces i sposoby suszenia drewna zostały omówione czynniki fizyczne
mające wpływ na proces suszenia. Poruszone zostały zasady i sposoby suszenia drewna
W rozdziale 4.2. Proces naturalnego suszenia drewna omówiono zagadnienia związane
z zasadami suszenia drewna na wolnym powietrzu tj. sztaplowaniem, przygotowaniem składu
tarcicy, kontroli procesu suszenia.
W rozdziale 4.3.Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa suszarni
komorowej omówiono charakterystykę suszarń do drewna, zasady ułoŜenia drewna
w suszarkach, zasady obsługi suszarki komorowej.
W rozdziale 4.4. Gospodarka materiałami, narzędziami i energią. Bezpieczeństwo
i higiena pracy, ochrona przeciwpoŜarowa oraz ochrona środowiska poruszone zostały
zagadnienia związane racjonalnym wykorzystaniem materiałów, narzędzi i energii.
Omówiono zasady ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska.
Kolejność rozdziałów w poradniku została tak ułoŜona, aby zachowana była kolejność
umiejętności, które uczeń musi posiąść, aby dobrze opanować bieŜący materiał i mieć
podstawy do przyswajania kolejnych partii materiału.
Poradnik ten zawiera:
1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać,
aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.
2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz
w wyniku procesu kształcenia.
3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych
szczegółowych celów kształcenia, umoŜliwia samodzielne przygotowanie się do
wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy
wskazaną literaturę oraz inne źródła informacji. Poradnik obejmuje równieŜ:
−−−− pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń,
−−−− ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposaŜenia stanowiska pracy,
−−−− sprawdzian postępów, który umoŜliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po
wykonaniu ćwiczeń.
4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności
z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego jest dowodem umiejętności określonych w tej
jednostce modułowej.
5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej.
JeŜeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną
czynność. Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki
modułowej. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytania tak lub
nie, co oznacza, Ŝe opanowałeś materiał lub nie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
742[01].Z4
Proces suszenia oraz
hydrotermicznej i plastycznej
obróbki drewna
Schemat układu jednostek modułowych
742[01].Z4.01
Suszenie drewna
742[01].Z4.03
Wykonywanie plastycznej
obróbki drewna
742[01].Z4.02
Prowadzenie hydrotermicznej
obróbki drewna
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− rozróŜniać podstawowe gatunki drewna,
− posługiwać się wykresami i tabelami liczbowymi,
− rozróŜniać poszczególne elementy budowy anatomicznej drewna,
− omówić podstawowe zagroŜenia poŜarowe występujące w stolarstwie,
− odczytać schematy podstawowych urządzeń stosowanych w stolarstwie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− określić czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna,
− określić zasady i sposoby suszenia drewna,
− przeprowadzić proces naturalnego suszenia,
− scharakteryzować typy suszarń do drewna,
− posłuŜyć się przyrządami pomiarowymi i kontrolnymi stosowanymi w suszarniach do
drewna,
− ułoŜyć tarcicę do suszenia,
− sporządzić prosty program suszenia drewna liściastego i iglastego w suszarni komorowej
z wymuszonym obiegiem powietrza,
− obsłuŜyć suszarnię komorową z wymuszonym obiegiem powietrza,
− skontrolować przebieg suszenia drewna w suszarni komorowej z wymuszonym obiegiem
powietrza,
− zastosować racjonalną gospodarkę materiałami, narzędziami i energią,
− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz
ochrony środowiska.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Proces oraz sposoby suszenia drewna
4.1.1. Materiał nauczania
Budowa drewna
Na poprzecznym przekroju pnia drzewa widać pierścieniowy układ warstw. W centrum
znajduje się rdzeń, następnie warstwa drewna, dalej cienka warstwa miazgi i warstwa kory.
Znaczenie przemysłowe ma drewno. Drewno jest zbudowane z komórek spełniające róŜne
funkcje fizjologiczne (rys.1). Komórki mają budowę wydłuŜoną i są zorientowane wzdłuŜ osi
pnia. śywe komórki przyobwodowej części bielastej przewodzą wodę ze składnikami
mineralnymi wzdłuŜ pnia ku górze. Martwe komórki przyśrodkowej, twardzielowej części
pnia spełniają funkcje mechaniczne. Przepływ płynów w kierunku promieniowym i stycznym
umoŜliwiają otworki w bocznych ściankach Ŝywych komórek, zwanych jamkami,
przesłonięte cienkimi przepuszczalnymi błonkami. Intensywniejszy przepływ płynów
w kierunku promieniowym umoŜliwiają pęczki komórek zorientowanych promieniowo,
noszące nazwę promienia rdzeniowych. Układ komórek, będących swojego rodzaju
kanalikami, zwanymi kapilarami, powoduje, Ŝe najłatwiej wilgoć przepływa wzdłuŜ słojów,
a najtrudniej, w kierunku stycznym.
W martwych komórkach drzew liściastych (z pewnymi wyjątkami np. brzoza, klon)
jamki są zablokowane wcistkami. W martwych komórkach drzew iglastych jamki są
zamknięte mniej skutecznie zgrubieniami błonek, zwanymi zatyczkami.
W drewnie bukowym nie występuje zwykła twardziel. Jamki są tu zamykane w wyniku
uszkodzenia bielu lub w czasie długotrwałego składowania drewna. śywe drewno broni się
w ten sposób przed utratą wilgoci, której obecność konieczna jest do zachowania procesów
Ŝyciowych. Takie drewno, podobnie jak drewno twardzielowe, jest trudno schnące. Dla
ułatwienia schnięcia drewna bukowego naleŜy je suszyć tuŜ po ścięciu i przetarciu lub
składować tarcicę po uprzednim parowaniu.
Ścianki komórek są zbudowane z szeregu koncentrycznych warstw składających się
w tzw. micele. Micele, zbudowane z celulozy, tworzą porowatą strukturę. Tak więc drewno
jest materiałem o budowie kapilarno–porowatej. Kapilarami są światła komórek,
a przestrzenie między micelami stanowią pory.
Woda znajdująca się w kapilarach nosi nazwę wody wolnej. Na jej odparowanie
zuŜywane jest ciepło parowania. Woda znajdująca się w porach między micelami jest z nimi
połączona słabymi wiązaniami wodorowymi; nosi ona nazwę wody związanej. Na
odparowanie tej wody trzeba zuŜyć ciepło parowania i ciepło potrzebne na zerwanie wiązań.
W drewnie znajduje się równieŜ woda, która wchodzi w skład jego budowy tzw. woda
konstytucyjna. Wchodzi ona w skład związków chemicznych stanowiących budowę drewna.
W związku z tym, Ŝe nie ma ona wpływu na proces suszenia drewna, moŜemy ją pominąć.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Rys. 1. Mikroskopowa budowa drewna sosny: 1 – roczny przyrost, 2 – promienie rdzeniowe, 3 – przewód
Ŝywiczny, 4 – komórki wczesnych przyrostów, 5 – komórki późnych przyrostów, 6–jamki [4, s. 20]
Pojęcie wilgotności drewna
Drewno świeŜo ściętych drzew zawiera wodę. Pewna ilość wody zostaje nawet po
sezonowaniu i suszeniu drewna. Od ilości wody zawartej w drewnie zaleŜą jego właściwości
fizyczne, mechaniczne i technologiczne, np. wymiary, gładkość powierzchni uzyskiwana
w obróbce skrawaniem, opór skrawania, podatność na sklejanie, dlatego waŜnym pomiarem
jest określenie ilości wody zawartej w drewnie.
Do liczbowego określania zawartości wody w drewnie stosuje się wilgotność drewna,
oznaczoną literą W.
Wilgotność drewna (W) jest to, wyraŜony w procentach, stosunek masy wody zawartej
w drewnie mw do masy tego drewna w stanie absolutnie suchym mds, czyli:
W= mw/ mds x 100%
stąd W = mdw ― mds / mds x 100%
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
gdzie:
W–wilgotność drewna w%,
mw–masa wody zawartej w drewnie, stanowiąca róŜnicę między masą drewna wilgotnego
mdw i masą drewna suchego mds (mw= mdw― mds),
mdw–masa drewna wilgotnego,
mds–masa drewna po wysuszeniu.
Uwaga: naleŜy pamiętać, Ŝe wszystkie wartości masy wstawiane do wzoru muszą być
wyraŜone w jednakowych jednostkach (np. w gramach g).
Przykład:
Masa elementu wykonanego z drewna przed suszeniem (wilgotnego) wynosi mdw = 180 g,
A masa tego elementu po wysuszeniu mds = 150 g. Jaka była wilgotność tego elementu?
Rozwiązanie:
W = mdw ― mds / mds x 100% = 180 ―150/150 x 100% = 20%
Wilgotność tego elementu wynosiła 20%.
Wilgotność drewna nie zawsze jest określana liczbą, czasem uŜywa się określeń
opisowych. Drewnu o ustalonej wilgotności, równej pewnym określonym liczbom lub
przedziałom liczbowym, przypisano specjalne nazwy.
W praktyce przemysłowej i w handlu rozróŜnia się :
− drewno mokre–o wilgotności przekraczającej 30%,
− drewno świeŜo ścięte–o średniej wilgotności w granicach od 50 do 150%,
− drewno załadowczo–suche–o wilgotności nie większej niŜ 25% (zachowanie takiej
granicy oznacza, Ŝe drewno jest zabezpieczone przed zakaŜeniem grzybami lub ich
rozwojem).
− drewno powietrzno–suche–o wilgotności zaleŜnej od pory roku i wilgotności otaczjącego
powietrza, zawartej w granicach od 13 do 22%; w Polsce przyjęto umownie, Ŝe najniŜsza
wartość wilgotności, jaką moŜe mieć drewno suszone na powietrzu, wynosi15%.
W nauce o drewnie występują następujące pojęcia (ich znaczenie zostanie wyjaśnione
później):
− wilgotność nasycenia włókien–28 lub 30% (ta wartość dotyczy gatunków drewna
europejskiego i jest róŜna dla róŜnych gatunków),
− wilgotność higroskopijna–od 0 do 28% (lub do 30%),
− wilgotność równowaŜna–wilgotność drewna znajdującego się dłuŜszy czas w klimacie
o stałej wilgotności względnej i stałej temperaturze powietrza,
− drewno absolutnie suche–drewno całkowicie pozbawione wilgoci (np. podczas suszenia
w suszarkach laboratoryjnych, w temperaturze 103 ±2 ºC, moŜna uzyskać drewno
o wilgotności 0%).
Pomiar wilgotności drewna
Wilgotność najdokładniej określa się metodą suszarkowo–wagową. Metoda ta jest
pracochłonna i długotrwała, lecz zapewnia uzyskanie wyników badań z dokładnością do 1,0%
(tzw. metoda techniczna) lub z dokładnością do 0,1% (tzw. metoda laboratoryjna).
Postępowanie przy określaniu wilgotności drewna metodą suszarkowo wagową jest
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
znormalizowane (PN–77/D-04100. Drewno. Oznaczanie wilgotności). Zgodnie z tą normą ze
środkowej części materiału naleŜy pobrać odpowiednią liczbę próbek o kształcie
prostopadłościanu, których wymiary przekroju poprzecznego (w kierunku stycznym
i promieniowym) wynoszą 20 x 20 mm, a długości (wzdłuŜ włókien) jest zawarta w granicach
od 20 do 30 mm. Następnie próbki naleŜy zwaŜyć z dokładnością 0,01g
(w metodzie technicznej) lub 0,001 g (w metodzie laboratoryjnej). ZwaŜone i ponumerowane
próbki naleŜy umieścić w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 103 ±2 ºC i suszyć do stanu
całkowicie suchego. Przebieg suszenia musi być sprawdzany poprzez waŜenia kontrolne,
z których pierwsze moŜna wykonać po 6 godzinach w przypadku drewna miękkiego lub po
10 godzinach w przypadku drewna twardego. Następne waŜenia naleŜy wykonywać co 2
godziny, aŜ do ustalenia się stałej masy próbki. Otrzymane z pierwszego i ostatniego waŜenia
wartości moŜna wstawić do wzoru:
W = mdw ― mds / mds x 100%
Metoda suszarkowo–wagowa nadaje się do oznaczania wilgotności wszystkich gatunków
drewna, ale nie naleŜy jej stosować do drewna Ŝywicznego i nasyconego impregnatami.
W tych przypadkach w warunkach laboratoryjnych stosuje się metodę destylacyjną
oznaczania wilgotności drewna.
Najszybciej moŜna uzyskać pomiar wilgotności uŜywając elektronicznego miernika
wilgotności–wilgotnościomierza.
Działanie elektronicznych mierników polega na pomiarze pojemności elektrycznej lub
oporu elektrycznego, jaki stawia drewno przepływającemu przezeń prądowi elektrycznemu.
Wielkości te zmieniają się znacznie, gdy wilgotność drewna jest mniejsza od 30%, zaleŜą teŜ
od gatunku i jego temperatury oraz kierunku przepływu prądu względem układu włókien.
Nowoczesne wilgotnościomierze, np. krajowej produkcji miernik WRD–100 (rys.2) są
przystosowane do pomiaru wilgotności jedenastu gatunków drewna o wilgotności od 6 do
100%. Wpływ temperatury na drewna na wynik pomiaru jest uwzględniany za pomocą
11-pozycyjnego układu kompensacyjnego. Do wyposaŜenia przyrządu naleŜą dwie elektrody
dobierane w zaleŜności od grubości materiału: ręczna i młotkowa. Badanie jest nieniszczące,
a wynik otrzymuje się natychmiast. KaŜdy miernik powinien być sprawdzony przez
Okręgowy Urząd Miar, który wydaje świadectwo legalizacji.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Rys. 2. Wilgotnościomierz WRD–100 produkcji Zakładów Elektronicznych TANEL [6, s. 54]
Wilgotnościomierze elektroniczne firmy Wagner (rys.3) słuŜą min. do szybkiego
sprawdzania wilgotności deski na całej jej długości. Działają na zasadzie pomiaru pola
elektromagnetycznego. Mierniki wytwarzają trójwymiarowe pole elektromagnetyczne, które
przenika drewno w głąb do 63 mm, a czujnika fal elektromagnetycznych umoŜliwia
dokonanie pomiaru wilgotności bez potrzeby wbijania elektrod w drewno. Wynik pomiaru
jest niezaleŜny od temperatury drewna, stanu jego powierzchni oraz wilgotności otoczenia.
Do pamięci miernika mogą być wpisane charakterystyki 50 gatunków drewna, a sam miernik
w celu ułatwienia zapisywania wyników moŜna połączyć z komputerem [6,s.51÷55].
Rys. 3. Wilgotnościomierz firmy Wagner do określania wilgotności desek:
a) miernik, b) pomiar wilgotności desek wewnątrz sztapla [6, s. 55]
Zmiany kształtu drewna pod wpływem zmian jego wilgotności
Zmianom wilgotności drewna towarzyszy zmiana jego wymiarów. Kurczenie lub
pęcznienie drewna towarzyszące zmianom wilgotności drewna powyŜej punktu nasycenia
włókien jest nieznaczne, wynosi 1,5–2% w kierunku stycznym i w praktyce jest pomijane.
Większe zmiany wymiarów drewna następują przy zmianie jego wilgotności w zakresie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
wilgotności higroskopijnej. Cząsteczki wody wnikające w przestrzenie międzymicelarne
ściany komórkowej powodują rozsunięcie micel, pęcznienie komórek i pęcznienie całego
elementu, a więc wzrostu jego wymiarów. Największe zmiany wymiarów następują
w drewnie w kierunku stycznym (do 13% wartości początkowej), o połowę mniejsze są
zmiany w kierunku promieniowym, najmniejsze (mniej niŜ 1%) w kierunku wzdłuŜnym.
Po osiągnięciu wilgotności punktu nasycenia włókien dalszy wzrost wilgotności drewna
(np. podczas deszczu, składowania w wodzie i zraszania) nie powoduje istotnych zmian
wymiarów drewna (rys.4).
Rys. 4. Wpływ wilgotności drewna na zmianę jego kształtu [6, s. 65]
Rys. 5. Zmiany kształtu drewna w zaleŜności od umiejscowienia tarcicy w kłodzie [6, s. 69}
Zmiany wymiarów drewna podczas obróbki w wyrobach gotowych są niepoŜądane.
Drewno o zbyt duŜej wilgotności jest podczas schnięcia naraŜone na powstawanie
wewnętrznych napręŜeń, które powodują zmianę kształtu elementu lub pęknięcia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
W wyrobach gotowych wykonanych z drewna o zbyt duŜej wilgotności moŜe nastąpić
rozluźnienie połączeń, paczenie i odkształcanie się elementów tych wyrobów. Tak powstają
nieszczelności w stolarce budowlanej i meblach, zsychanie i rozluźnianie się podłóg itp.
Wykonywanie wyrobów z drewna nadmiernie wysuszonego równieŜ jest błędem, gdyŜ
drewno, dąŜąc do równowagi higroskopijnej, pęcznieje i ulega spaczeniu. W praktyce
konsekwencją ułoŜenia posadzki z nadmiernie wysuszonych deszczułek jest jej fałdowanie
się.
Zmiany kształtu wysuszonych elementów zaleŜą od sposobu ułoŜenia słojów na ich
powierzchniach, czyli od miejsca w kłodzie, z którego pozyskano te elementy (rys.5).
Aby się ustrzec przed powyŜej opisanymi niekorzystnymi zjawiskami, naleŜy drewno
suszyć do wilgotności równowaŜnej, dostosowanej do warunków, w których będzie ono
uŜytkowane to znaczy do wilgotności uŜytkowej wyrobu z drewna.
Normy przedmiotowe określają dopuszczalne wartości wilgotności uŜytkowej wyrobów
z drewna. Wymagana wilgotność uŜytkowa w poszczególnych grupach wyrobów z drewna
wynosi na przykład:
a) meble, posadzki (deski, parkiety, mozaika itp.), elementy wewnętrznej stolarki
budowlanej (boazerie, drzwi, schody, poręcze):
− w pomieszczeniach ogrzewanych centralnym ogrzewaniem: 7–10%,
− w pomieszczeniach ogrzewanych piecami :10–12%,
b) budownictwo wodne: 22–30%
c) drewno przeznaczone do transportu bez opakowania w folię: – 18%,
d) opakowania i palety: – 18–20%,
e) okleiny: 18–15%,
f) drewniane wyroby sportowe: 13–17%,
g) drewniane instrumenty muzyczne: 5–11%,
h) galanteria drzewna: 10–12%.
Według PN–81/ B-03150/01 wilgotność drewna iglastego przeznaczonego na elementy
konstrukcji drewnianych jest zaleŜna od warunków eksploatacji i od przyjętej technologii
wytwarzania i nie powinna przekraczać:
a) w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem 20%,)
b) w konstrukcjach znajdujących się na otwartym powietrzu 23%,
c) w konstrukcjach klejonych zgodnie z wymaganiami technologii klejenia–15%,
d) sklejka stosowana w konstrukcjach drewnianych–15%,
e) płyty pilśniowe stosowane w konstrukcjach drewnianych–8%,
Wilgotność elementów, z których jest wykonany produkt finalny, moŜe się równać
wilgotności uŜytkowej lub być od niej nieco niŜsza np. o 2% od wilgotności uŜytkowej.
UŜycie do obróbki drewna bardziej wysuszonego zapobiega ewentualnemu rozluźnianiu
połączeń w wyrobie gotowym. Tę wilgotność elementów nazywamy wilgotnością techniczną
drewna.
Czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna
Właściwości higroskopijne drewna
Woda w postaci ciekłej, wypełniająca naczynia i cewki nosi nazwę wody kapilarnej lub
wolnej. Średnica tych komórek jest mniejsza od 1 mm, dlatego zjawiska w nich zachodzące
moŜna porównać do zachowania się cieczy w kapilarach (rys.6).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
Rys. 6. Ruch wody w kapilarze [6, s. 60]
W kapilarach między cząsteczkami wody a cząsteczkami celulozy z których są
zbudowane ścianki cewek i naczyń, pod wpływem sił przyciągania cząsteczkowego (adhezji)
powstają dwa meniski wklęsłe.
Ich promienie są róŜne: mniejszy ze strony 1, gdzie woda odparowuje, większy ze strony 2
cieczy, gdzie zachodzi kondensacja pary wodnej. Ciśnienie pary wodnej nad powierzchnią
cieczy od strony 1 jest mniejsze od ciśnienia pary nad powierzchnią menisku od strony 2, nad
którą zachodzi kondensacja pary. W wyniku róŜnicy ciśnień woda przemieszcza się
w kierunku menisku o mniejszym promieniu jak na powyŜszym rysunku. Warunkiem
przemieszczania się wody w naczyniach kapilarnych jest wypełnienie wodą całego przekroju
poprzecznego naczyń kapilarnych.
Na przebieg zjawiska wpływa lepkość wody. Im jest ona mniejsza, tym większe jest
zwilŜanie ścianek cewek i naczyń, tym łatwiej woda w kapilarze paruje. Lepkość wody
maleje wraz ze wzrostem jej temperatury.
Dyfuzja wody w drewnie. W przestrzeniach międzymicelarnych, wypełnionych
powietrzem i parą wodną, w wyniku dyfuzji dochodzi do równomiernego rozmieszczenia
cząsteczek wody w całej objętości drewna, czyli do wyrównania jego wilgotności. Szybkość
przemieszczania się cząsteczek jest tym większa, im większa jest ich koncentracja oraz
większa jest temperatura drewna. Cząsteczki wędrują ku powierzchni drewna, gdyŜ tam ich
koncentracja jest najmniejsza, a następnie odparowują, w wyniku czego następuje obniŜenie
wilgotności drewna.
Właściwości higroskopijne drewna
Wilgotność drewna ulega zmianom wraz ze zmianami wilgotności względnej powietrza
otaczającego to drewno. Im wyŜsza jest temperatura otoczenia, tym szybciej następują zmiany
wilgotności drewna, czyli wymiana pary wodnej między drewnem a otaczającym je
powietrzem. Zdolność drewna do zmiany wilgotności pod wpływem zmiany wilgotności
i temperatury otaczającego powietrza nazywamy higroskopijnością drewna.
Absolutnie suche drewno pobiera wodę z otaczającego je powietrza. Zachodzi tu
zjawisko adsorpcji (adsorpcja to zjawisko gromadzenia się substancji ciekłej lub gazowej na
powierzchni ciała stałego: zjawisko odwrotne do adsorpcji nazywamy desorpcją). W drewnie,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
które ciałem pochłaniającym, czyli adsorbentem, wodę chłonąć mogą tylko ściany
komórkowe. Gromadzi się ona na powierzchni micel oraz wiąŜe się z łańcuchami celulozy
w obszarach nieuporządkowanych. Ilość pobranej wody jest ograniczona objętością micel.
Wilgotność drewna (gatunków naszej sfery klimatycznej) moŜe wzrosnąć od 0% co najwyŜej
do 28–30% ( wilgotność innych gatunków drewna moŜe wzrosnąć do 22–35%).
Wilgotność drewna w wyŜej podanych granicach nazywamy wilgotnością higroskopijną
drewna. Drewno o wilgotności z tego przedziału liczbowego ma zdolność pobierania
wilgotności z otoczenia. Maksymalna wilgotność higroskopijna jest wtedy, gdy przestrzenie
między micelarne są całkowicie wypełnione wodą. Drewno ma wówczas wilgotność
określoną jako wilgotność punktu nasycenia włókien. Osiągnięcie przez drewno takiej
wilgotności jest moŜliwe w warunkach, gdy wilgotność względna powietrza wynosi 100%,
a temperatura powietrza zawiera się w przedziale od 0 do 45. W powietrzu o wilgotności
względnej mniejszej od 100% drewno moŜe uzyskać dowolną wartość wilgotności mieszczcą
się między wilgotnością nasycenia włókien (28–30%) a stanem absolutnie suchym. Taką
wilgotność nazywamy wilgotnością równowaŜną. Przy ustalonej wartości wilgotności
względnej powietrza, wilgotność równowaŜna drewna zaleŜy od temperatury otaczającego je
drewna od wysokości ciśnienia atmosferycznego i od gatunku drewna. W miarę wzrostu
temperatury powietrza wartość wilgotności równowaŜnej maleje. ZaleŜność wilgotności
równowaŜnej drewna od wilgotności względnej powietrza przy ustalonej temperaturze (20°C)
przedstawiono na (rys.7),[6,s.59–70]
Ruch wody w drewnie podczas suszenia
Suszenie drewna jest to działanie, którego celem jest osiągnięcie ściśle określonej
zawartości wody w drewnie, zaleŜnej od przeznaczenia. WaŜne jest, aby przy zabiegach nie
powstawały odkształcenia i uszkodzenia drewna. ObniŜenie wilgotności drewna następuje na
skutek parowania wody z powierzchni drewna.
Warunkiem schnięcia drewna jest przemieszczanie wody od wnętrza ku powierzchni
suszonego elementu. Przemieszczanie się cząsteczek wody zawartych w drewnie następuje na
skutek zjawisk kondensacji kapilarnej (jeśli wilgotność drewna jest powyŜej punktu nasycenia
włókien) i dyfuzji cząsteczkowej (jeśli wilgotność drewna jest niŜsza od 28%).
Woda w drewnie przemieszcza się w postaci cieczy i w postaci pary. Wraz ze spadkiem
wilgotności drewna ilość wody przemieszanej w nim w postaci cieczy maleje. Na prędkość
przemieszczania się wilgoci w drewnie ma wpływ róŜnica wilgotności między warstwami
zewnętrznymi elementu, które są bardziej wysuszone, a warstwami o większej wilgotności.
Im ta róŜnica jest większa, tym szybciej przemieszcza się woda w suszonym elemencie.
Proces schnięcia przebiega prawidłowo wówczas, gdy masa wody ulegająca
przemieszczaniu od środka drewna ku jego powierzchni jest większa od masy wody
odparowanej z powierzchni tych elementów. Im gęstość drewna jest większa, a suszone
elementy są grubsze, tym wolniej następuje przemieszczanie wody. Parowanie wody
z powierzchni drewna moŜe odbywać się szybciej niŜ jej przemieszczanie wewnątrz
elementu. W skrajnych przypadkach moŜe nastąpić przerwa strumienia wody w kapilarach.
Wówczas proces suszenia jest utrudniony. W wyniku róŜnic wilgotności warstw drewna,
powodujących róŜnice wymiarów mogą wystąpić napręŜenia powodujące pękanie suszonego
materiału [6,s.70–72].
Wpływ właściwości powietrza na parowanie wody z drewna
Parowaniu wody z powierzchni drewna sprzyja przepływ suchego i ciepłego powietrza
ponad powierzchnią drewna. Zalecana minimalna prędkość przepływu powinna wynosić ok.
0.5 m/s.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
Parowanie wody z powierzchni drewna jest moŜliwe wtedy, gdy wilgotność powietrza
w otoczeniu suszonych elementów jest mniejsza od wilgotności warstw powietrza tuŜ ponad
powierzchnią suszonych elementów. Im większa jest róŜnica wilgotności, tym parowanie jest
intensywniejsze. JeŜeli nie ma tej róŜnicy wilgotności, woda z drewna nie paruje, proces
suszenia nie zachodzi, a drewno znajduje się w stanie równowagi higroskopijnej. Natomiast
w sytuacji odwrotnej, gdy wilgotność mas powietrza otaczających suszony materiał jest
większa od wilgotności warstw powietrza bezpośrednio przylegającej do powierzchni
elementu–drewno nawilŜa się.
W powietrzu zawsze występuje para wodna. Maksymalna zawartość pary wodnej
w powietrzu zaleŜy od ciśnienia i temperatury powietrza. Dla ustalonych wartości ciśnienia
i temperatury moŜna określić maksymalną ilość pary wodnej, jaką moŜe wchłonąć powietrze,
podając ją np. w gramach dla powietrza (suchego) o objętości 1 m3. Ta maksymalna ilość
pary nasyca powietrze, co oznacza, Ŝe zwiększenie (w danej objętości powietrza) zawartości
pary spowodowało by jej skroplenie. Najczęściej przy danym ciśnieniu i w określonej
temperaturze zawartość pary wodnej w powietrzu jest mniejsza od maksymalnej. JeŜeli masę
pary znajdującej się w jednostce objętości powietrza odniesiemy do masy pary, która by tę
objętość powietrza nasyciła wynik podamy w procentach, to określimy wilgotność względną
powietrza. Oznacza się ją literą grecką φ(fi). W suszarnictwie często uŜywa się terminu
wilgotności względnej powietrza.
Rys. 7. Higroskopijna równowaga drewna w temperaturze 20°C [6, s. 63]
Przykładowe dane dotyczące tych zaleŜności są następujące drewno składowane
w pomieszczeniu, w którym temperatura powietrza wynosi 20°C, a wilgotność względna
powietrza 25°C (takie są warunki w pomieszczeniu ogrzewanym centralnym ogrzewaniem
w miesiącach zimowych podczas duŜych mrozów), po pewnym czasie osiągnie wilgotność
równowaŜną równą ok. 5%. Latem, gdy wilgotność względna powietrza o temperaturze 20°C
wzrośnie do 70%, wilgotność równowaŜna drewna wzrośnie do 13%. Przy tej samej
wilgotności powietrza spadek temperatury do 10°C sprawi, Ŝe wilgotność drewna wzrośnie do
13,2%.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Czy znasz elementy budowy anatomicznej drewna mające wpływ na przemieszczanie się
wody w drewnie?
2. Jakie znasz rodzaje wód w drewnie?
3. Czy wiesz jak obliczyć wilgotność drewna?
4. W jakim przedziale wilgotności mieści się punkt nasycenia włókien?
5. Jakie znasz metody pomiaru wilgotności drewna?
6. Czy znasz wilgotności podstawowych grup wyrobów z drewna?
7. Czy znasz czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna?.
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Ze sztapla, w którym jest suszona tarcica (iglasta lub liściasta), naleŜy pobrać wcześniej
przygotowaną deskę kontrolną, z której będą wykonane próbki do przeprowadzenia pomiaru
wilgotności drewna metodą suszarkowo-wagową.
Ćwiczenie powinno być realizowane w zespole 4–5 osobowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami,
2) zapoznać się z obsługą suszarki laboratoryjnej,
3) zapoznać się z obsługą wagi laboratoryjnej,
4) przekazać materiał do przygotowania próbek z suszonego drewna osobie
wykwalifikowanej,
5) ustalić kolejność wykonania ćwiczenia i omówić go z nauczycielem,
6) przystąpić do wykonana ćwiczenia,
7) ustalić wilgotność suszonego drewna.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− literatura dotycząca pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami,
− literatura dotycząca obsługi suszarki,
− literatura dotycząca obsługi wagi laboratoryjnej,
− suszarka laboratoryjna,
− waga laboratoryjna,
− wyrzynek kontrolny oraz próbki wycięte z wyrzynka,
− notatnik,
− ołówek/długopis
− literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Ze sztapla, w którym jest suszona tarcica (iglasta lub liściasta), naleŜy pobrać wcześniej
przygotowaną deskę kontrolną i dokonać pomiaru wilgotności drewna dostępnym
wilgotnościomierzem.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami,
2) zapoznać się z obsługą wilgotnościomierza elektronicznego ,
3) pobrać wyrzynek kontrolny do wykonaniu pomiaru wilgotności,
4) ustalić kolejność wykonania ćwiczenia i omówić go z nauczycielem,
5) przystąpić do wykonana ćwiczenia,
6) ustalić wilgotność suszonego drewna.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− literatura dotycząca pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami,
− literatura dotycząca obsługi wilgotnościomierza elektronicznego,
− wilgotnościomierz oraz wyrzynek kontrolny,
− notatnik,
− ołówek/długopis
− literatura z rozdziału 6.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić elementy budowy anatomicznej drewna mające wpływ na
przemieszczanie się wody w drewnie?
2) scharakteryzować rodzaje wód w drewnie?
3) obliczyć wilgotność drewna?
4) określić przedział wilgotności punktu nasycenia włókien?
5) dokonać pomiaru wilgotności drewna?
6) określić wilgotności podstawowych grup wyrobów z drewna?
7) omówić czynniki fizyczne mające wpływ na proces suszenia?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
4.2. Proces naturalnego suszenia drewna
4.2.1. Materiał nauczania
Zasady i sposoby suszenia drewna
Suszenie na wolnym powietrzu
Suszenie drewna na wolnym powietrzu nazywamy suszeniem naturalnym. Wilgotność
drewna składowanego na odkrytej przestrzeni obniŜa się pod wpływem ruchu powietrza
atmosferycznego. Suszeniu sprzyjają odpowiednie warunki atmosferyczne–ciepłe dni, suche
powietrze i wiatr. Minimalna wilgotność drewna moŜliwa do osiągnięcia w wyniku suszenia
naturalnego oznacza tzw. stan powietrzno-suchy. W Polsce wynosi ok. 15%. Suszenie
naturalne trwa długo. Czas schnięcia mierzony jest w miesiącach. Na przykład tarcica
sosnowa o grubości 25 mm moŜe schnąć nawet 11 miesięcy, o grubości 38 mm–17 miesięcy,
tarcica dębowa o grubości 25 mm 14 miesięcy, o grubości–38 mm–22 miesiące. Suszenie na
wolnym powietrzu jest suszeniem powolnym i powoduje znaczny stopień degradacji drewna.
Ze względów ekonomicznych (zamroŜenie kapitału na długi okres, potrzeba duŜych terenów
do składowania drewna) i technologicznych (za duŜa wilgotność końcowa, straty surowca
spowodowane obniŜeniem jego jakości) zaniechano suszenia naturalnego tarcicy. Tarcica na
przyzakładowych placach surowca jest składowana tylko w celu zapewnienia rezerwy
materiałowej. [6, s. 73]
Suszenie naturalne, określane takŜe jako sezonowanie, jest to suszenie drewna pod
wpływem otaczającego powietrza, bez sztucznego regulowania warunków klimatycznych.
Najczęściej stosowanym sposobem suszenia naturalnego jest suszenie na otwartych składach,
czyli suszenie na wolnym powietrzu. Czynniki suszenia, tzn. wilgotność, temperatura i ruch
powietrza, są w tych warunkach bardzo zmienne i zaleŜą od miejscowego klimatu, pogody,
pory roku i dnia. DuŜy wpływ na przebieg suszenia naturalnego ma ruch powietrza; jego
intensywny przepływ przyśpiesza zacznie wysychanie drewna. Na przebieg suszenia moŜna
oddziaływać tylko w sposób pośredni, stwarzając sprzyjające temu procesowi warunki.
Szczególnie istotne jest zapewnienie przepływu powietrza, poprzez odpowiedni sposób
układania (sztaplowania) tarcicy oraz kształtowania całego składu.
Przy naturalnym suszeniu drewna naleŜy przestrzegać niŜej omówionych zasad.
1. Tarcicy nie wolno kłaść bezpośrednio na ziemi, lecz naleŜy ją izolować od podłoŜa przez
podłoŜenie odpowiednich podpór, zwanych legarami.
2. Sposób ułoŜenia materiału powinien zapewnić naleŜyty dopływ powietrza do
poszczególnych sztuk tarcicy oraz zapobiegać ich zdeformowaniu.
3. UłoŜoną tarcicę przykrywa się szczelnym dachem, chroniącym ją przed szkodliwymi
wpływami czynników atmosferycznych.
4. Sposób składowania tarcicy powinien ułatwiać suszące działanie wiatru oraz chronić
przed nadmiernym nasłonecznieniem.
5. NaleŜy zapewnić swobodny dostęp do stanowisk układania tarcicy w celu umoŜliwienia
jej łatwego dowozu i wywozu.
6. W składzie tarcicy naleŜy utrzymać czystość i porządek oraz na bieŜąco usuwać wszelkie
odpady drzewne.
7. Tarcicę poraŜoną nawet częściowo przez grzyby lub owady układa się w oddzielnej
kwaterze po stronie zawietrznej składu i w pierwszej kolejności przerabia lub wysyła ze
składu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Zagospodarowanie otwartego składu tarcicy
Teren, na którym suszy się i magazynuje tarcicę, ułoŜoną w odpowiednio
uporządkowane, luźne stosy, zwane sztaplami, nazywa się składem tarcicy. Skład tarcicy jest
podzielony drogami transportu wewnątrzzakładowego oraz pasami przeciwpoŜarowymi na
poszczególne kwatery, w których umieszcza się sztaple. Skład tarcicy lokalizuje się w
miejscach otwartych, moŜliwie równych, suchych i przewiewnych. Wpływa to korzystnie na
przebieg suszenia naturalnego. Szczególne znaczenie ma przepuszczalne, najlepiej
piaszczyste podłoŜe. W przypadku gruntów podmokłych konieczne jest odwodnienie terenu.
W celu uniknięcia lokalnego zwiększenia wilgotności powietrza usuwa się z powierzchni
składu wszelką roślinność. Najkorzystniejsze warunki prawidłowego zorganizowania ma
skład tarcicy w kształcie prostokąta; sztaple naleŜy ustawiać równolegle do jego dłuŜszego
boku.
Wielkość powierzchni składu zaleŜy od rocznej przepustowości materiałów tartych.
Wymiary kwater oraz rozplanowanie dróg dojazdowych oraz sztapli zaleŜą od stopnia
mechanizacji prac wykonywanych na składzie. Na składach mało zmechanizowanych
transport odbywa się przy uŜyciu wózków szynowych i platformowych, a na składach
średnio i wysoko zmechanizowanych przy uŜyciu podnośnikowych wózków widłowych lub
suwnic.
Na (rys.8) przedstawiono schemat rozplanowania składu tarcicy, wyposaŜonego w tory
manipulacyjne i wózki szynowe.
Rys. 8. Schemat rozplanowania mało zmechanizowanego składu tarcicy [7, s. 200]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Przy rozmieszczeniu sztapli na składzie tarcicy naleŜy pamiętać, Ŝe w części składu
wystawionej na działanie wiatru, czyli od strony nawietrznej, występują najostrzejsze warunki
wysychania, po stronie przeciwnej, czyli odwietrznej–łagodniejsze, a w części środkowej
składu–najłagodniejsze. W kraju występują najczęściej wiatry z kierunku zachodniego. Do
warunków tych naleŜy więc dostosować rozmieszczenie sztapli poszczególnych rodzajów
drewna oraz róŜnych wymiarów i klas jakości tarcicy.
W zakresie rodzaju drewna: iglaste, szczególnie sosnowe, materiały tarte są mniej
podatne na pękanie i znoszą ostrzejsze warunki suszenia, a tarcica liściasta jest bardziej
wraŜliwa i wymaga łagodniejszych warunków suszenia. Najbardziej wraŜliwa jest tarcica
bukowa, jesionowa i wiązowa. Dlatego tarcicę sosnową sztapluje się po stronie nawietrznej
składu, a najbardziej wraŜliwą tarcicę liściastą w jego części środkowej.
W zakresie wymiarów tarcicy: od strony nawietrznej układa się sortymenty najcieńsze,
grubsze od strony zawietrznej, a najgrubsze–części środkowej składu. RównieŜ materiały
tarte wyŜszych klas jakości składuje się w kwaterach połoŜonych wewnątrz składu,
a gorszych klas jakości (III i IV) na jego skraju.
Sztaplowanie materiałów tartych
Sztaple tarcicy układa się na składzie oddzielnie według:
− rodzaju lub grup rodzajowych drewna; niektóre rodzaje drewna sztapluje się razem,
tworząc grupy rodzajowe, np. świerk z jodłą lub osikę z topolą,
− stopnia obróbki (tarcica nieobrzynana, elementy przeznaczeniowe),
− grubości,
− klas jakości,
− przeznaczenia (np. tarcica podłogowa, wagonowa),
− grup długości (tarcica długa, średnia, krótka).
Sztaple tworzy się z wielu, oddzielonych przekładkami, warstw tarcicy. Spoczywają one
na konstrukcji wsporczej, a z góry przykrywa się je szczelnym dachem.
Główne elementy sztapla przedstawia poniŜszy rysunek (rys. 9).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
Rys. 9. Elementy sztapla [7, s. 202]
Czoło i bok sztapla stanowią płaszczyzny utworzone przez wyrównane czoła i boki
tarcicy sztaplowanej. Wysokość sztapla jest to odległość między górną powierzchnią
legarowania a górną płaszczyzną ostatniej warstwy ułoŜonej tarcicy.
Poszczególne sztuki tarcicy układa się w kaŜdej warstwie obok siebie z zachowaniem
określonych odstępów, dokładnie nad sztukami znajdującymi się w pozostałych warstwach
sztapla, tworząc układ zwany stopkami. Między stopkami znajdują się wolne przestrzenie,
które tworzą kanały pionowe, a między przekładkami–kanały poziome sztapla. Konstrukcję
wsporczą sztapla tworzą ustawione na powierzchni gruntu słupki oraz leŜące na nich podpory
zwane legarami. Słupki wykonuje się z betonu, a ich kształt i wymiary powinny być zgodne
z wymiarami przedstawionymi na (rys.9 a)). Słupek z wycięciem jest przeznaczony do
legarów z własnego materiału, a bez wcięcia, z rowkami odprowadzającymi wodę deszczową,
do innych legarów.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
Rys. 9 a). Słupki konstrukcji wsporczej [7, s. 203]
Najbardziej celowe jest stosowanie legarów betonowych, wykonanych ze zbrojonych
belek lub podkładów strunobetonowych; są to legary trwałe. UŜywa się równieŜ legarów
z szyn metalowych lub sporadycznie drewnianych (wgłębnie impregnowanych).
Są dwa sposoby ustawiania słupków i legarów; legarowanie pojedyncze (rys.10 a) oraz
podwójne, czyli krzyŜowe rys. 10 b). Powszechnie stosuje się legarowanie pojedyncze,
A legaroawnie podwójne tylko w razie sztaplowania na gruntach słabo spoistych
i rozluźniających się np. pod wpływem opadów. Przy sztaplowaniu ręcznym szerokość
legarowania (sztapla) wynosi na ogół 2,5÷3,0 m, a długość legarowania (sztapla) 7,0÷9,0 m.
Odstępy między legarami poprzecznymi róŜnicują się zaleŜnie od rodzaju sortymentów:
1÷1,2 m przy sztaplowaniu desek oraz 1,5÷2 m przy sztaplowaniu krawędziaków i belek.
Rys. 10. Legarowanie: a) pojedyncze, b) podwójne (krzyŜowe) [7, s. 203]
Konstrukcja wsporcza sztapla powinna być przed jej uŜytkowaniem dokładnie
wypoziomowana , aby zapobiec jej przesunięciu pod cięŜarem sztapla. Przekładki sztaplowe,
umieszczone między poszczególnymi warstwami tarcicy, wykonuje się ze zdrowego drewna
iglastego. NaleŜy je kłaść dokładnie w pionie nad przekładkami ułoŜonymi bezpośrednio na
legarach. Układa się je prostopadle do długości tarcicy. Wymiary przekładek przedstawiono
w (tab.1).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
Tabela 1. Zalecane wymiary przekładek sztaplowych [7, s. 204]
RozróŜnia się kilka podstawowych rodzajów sztapli, których budowę przedstawiono na
kolejnych rysunkach:
Rys. 11. Sztapel dwuczołowy niepełny: a) widok z boku, b) widok sztapla z góry [7, s. 205]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Rys. 12. Sztapel dwuczołowy pełny [7, s. 205]
Rys. 13. Sztapel dwuczołowy pojedynczy [7, s. 206]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
Rys. 14. Sztapel jednoczołowy pojedynczy [7, s. 206]
Rys. 15. Sztaple bliźniacze [7, s. 207]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
Rys. 16a. Układanie grubej tarcicy nie obrzynanej [7, s. 207]
Rys. 16b. Sztaplowanie tarcicy na własnym materiale [7, s. 207]
Zabezpieczanie sztapli tarcicy. Zabezpieczanie tarcicy na składzie przed szkodliwymi
wpływami czynników atmosferycznych obejmuje: przykrywanie sztapli dachami
(dachowanie), zabezpieczanie czół tarcicy przed pękaniem oraz osłanianie sztapli.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Dachowanie sztapli odgrywa nie tylko rolę zabiegu konserwacyjnego, ale wpływa takŜe
na przyśpieszenie ruchu powietrza w sztaplu, stwarzając lepsze warunki wysychania tarcicy.
Dachy powinny być szczelne i trwałe oraz mieć odpowiednie nachylenie i okap. Konstrukcję
dachu tworzą podpory i poszycie dachowe. Podpory formuje się ze sztaplowanej tarcicy, czyli
z własnego materiału (rys. 17), lub wykonuje się elementów wiązania dachowego i ustawia na
górnej warstwie sztaplowanej (rys.9).
Rys. 17. Podpory dachowe sztapli z układanego materiału [7, s. 208]
Poszycie dachu wykonuje się z płyt dachowych zbitych z tarcicy, z pojedynczych desek
lub z blachy falistej.
RozróŜnia się dachy jednopołaciowe oraz dwupołaciowe, w kierunku boków lub czół
sztapla. Dachy jednopołaciowe sytuuje się połacią od strony wiejących wiatrów.
Zabezpieczanie czół suszonego materiału
Zabezpieczanie czół materiałów tartych zapobiega przed ich zbyt szybkiemu wysychaniu
i powstawaniu nadmiernych pęknięć czołowych. Zabiegowi temu poddaje się szczególnie
podatna na pękanie tarcicę liściastą.
Stosuje się następujące sposoby zabezpieczeń czół:
− listewkowanie,
− wysuwanie przekładek sztaplowych przed lico czół,
− powlekanie pastami ochronnymi.
Listewkowanie polega na przybijaniu listewek z drewna drzew iglastego do czół desek
i bali lepszych klas jakości.
W celu ochrony przed nadmiernym nasłonecznieniem elementów przeznaczeniowych,
np., półfabrykatów meblarskich, wysuwa się przekładki sztaplowe o ok. 2÷3 cm przed lico
czół, przez co uzyskuje się ich ocienienie.
Trzeci sposób zabezpieczenia czół tarcicy liściastej, polegający na ich powlekaniu
pastami ochronnymi, przeprowadza się przy uŜyciu pędzla lub, w odniesieniu do drobnych
elementów o małych przekrojach, przez zanurzanie na głębokość 2 cm. Zaleca się stosować
do tego celu takie produkty jak; farba olejna, parafina oraz niektóre kleje.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Osłanianie sztapli ma równieŜ na celu zabezpieczanie ich przed nadmiernym
nasłonecznieniem lub intensywnym działaniem wiatru. Osłony wykonane z płyt zbijanych
z desek przystawia się do boków lub czół sztapli tarcicy lepszych klas jakości, aby nie
dopuścić do wystąpienia nawet niewielkich pęknięć.
Mechanizacja składów tarcicy
Układanie ręczne sztapli moŜna częściowo zmechanizować przez zastosowanie
specjalnych urządzeń przewoźnych, zwanych sztaplarkami. Ogranicza się w ten sposób
wysiłek fizyczny przy podnoszeniu układanego materiału na odpowiednią wysokość, lecz
sposób formowania sztapla pozostaje nie zmieniony. W nowoczesnych składach tarcicy
wysoki stopień mechanizacji osiąga się nie w wyniku bezpośredniego zastąpienia czynności
wykonywanych ręcznie, przez pracę zmechanizowaną, lecz przez wprowadzenie nowej
technologii i organizacji składowania. WiąŜe się to ściśle z zastosowaniem bezszynowych
środków transportu, takich jak wózki podnośniki]owe boczne i czołowe.
Rys. 19. przedstawia zasadę składowania tarcicy przy uŜyciu wózków podnośnikowych
bocznych i czołowych. Na rysunku pokazano w jaki sposób za pomocą wózków układa się
wcześniej przygotowane ręcznie lub w sposób zmechanizowany unosy (rys. 18) w sztaple
o znacznej wysokości.
Rys. 18. Unos [7, s. 210]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
Rys. 19. Zasada składowania tarcicy przy uŜyciu podnośnikowych wózków widłowych:
a) bocznego, b) czołowego [7, s. 210]
Czas i kontrola przebiegu suszenia naturalnego
Z podanych wiadomości o suszeniu naturalnym wynika, Ŝe jego intensywność zaleŜy od
konstrukcji sztapla, usytuowania sztapla na składzie oraz od atmosferycznych czynników
suszenia, to znaczy temperatury, wilgotności i przepływu powietrza. Na czas suszenia
wywierają równieŜ wpływ róŜnice w budowie anatomicznej poszczególnych gatunków
drewna oraz grubość materiałów tartych.
W ciągu roku rozróŜnia się dwa podstawowe okresy, w czasie których występują
całkowicie odmienne warunki atmosferyczne: wiosenno–letni (od kwietnia do września)
i jesienno–zimowy (od października do marca). W pierwszym okresie tarcica wysycha dość
szybko, a w drugim–bardzo wolno i praktycznie tylko do punktu nasycenia włókien.
Orientacyjny czas suszenia naturalnego na wolnym powietrzu tarcicy iglastej w przeciętnych
krajowych warunkach klimatycznych podano w tabeli 2.
Tabela 2. Orientacyjny czas suszenia naturalnego tarcicy iglastej na wolnym powietrzu do wilgotności 15÷18%
w (dniach).
Czasy suszenia naturalnego tarcicy liściastej są dwu a w przypadku niektórych gatunków
nawet parokrotnie dłuŜsze od czasów suszenia tarcicy iglastej.
Do kontroli przebiegu naturalnego suszenia tarcicy stosuje się metodę sztuk kontrolnych.
Przygotowane wyrzynki z suszonego drewna (min. 3 szt.), umieszcza się w róŜnych
miejscach sztapla tak, aby łatwo je wyjąć, dokonać pomiaru wilgotności i włoŜyć ponownie.
Sposób umieszczania wyrzynka kontrolnego pokazuje rys. 20.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
Rys. 20. Sposób umieszczania wyrzynka kontrolnego w sztaplu:
1 – wyrzynek kontrolny, 2 – nacięta przekładka, 3 – klocki zabezpieczające [7, s. 221]
W celu ułatwienia kontroli przebiegu suszenia sztaple oznacza się umieszczając na nich
tabliczki z następującymi danymi: numer sztapla, data układania, data oraz wynik ostatniego
pomiaru wilgotności.[7,s.211÷213].
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Czy wiesz jaką wilgotność drewna oznacza stan powietrzno-suchy?
2. Czy znasz zasady, które naleŜy przestrzegać podczas suszenia naturalnego?
3. Jak powinien być zorganizowany skład tarcicy?
4. Jakie znasz zasady organizacji składy tarcicy?
5. Czy znasz elementy budowy sztapla?
6. Jakie są wymiary przekładek sztaplowych?
7. Czy znasz zasady układania tarcicy w sztaple?
8. Jakie znasz sposoby zabezpieczania czół tarcicy przed pękaniem?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Z przygotowanych podczas wcześniejszych zajęć (np. obróbki maszynowej) elementów
sztapla np. w podziałce 1:10, wykonaj pomoc dydaktyczną w postaci sztapla dowolnej
konstrukcji z zadaszeniem.
Ćwiczenie naleŜy wykonać w grupach 2–3 osobowych. KaŜda grupa moŜe wykonywać inny
rodzaj sztapla.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadami układania tarcicy w sztapel,
2) zapoznać się literaturą lub zmierzyć w naturze wymiary sztapla,
3) zapoznać się wymiarami tarcicy iglastej ogólnego przeznaczenia,
4) dokonać wymiarowania poszczególnych elementów składowych sztapla,
5) przekazać narysowane elementy sztapla do wykonania lub wykonać we własnym
zakresie ,
6) zmontować sztapel,
7) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja dotycząca układania tarcicy w sztapel,
− normy dotyczące wymiarów tarcicy iglastej ogólnego przeznaczenia,
− elementy budowy sztapla,
− narzędzia i przybory umoŜliwiające zmontowanie sztapla,
− notatnik,
− długopis/ ołówek,
− literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Na warsztatowym składzie wykonaj sztaplowanie tarcicy w sztapel dwuczołowy
z zadaszeniem według zasad określonych w materiale nauczania w rozdziale 4.2.
Ćwiczenie naleŜy wykonać w grupach 3–4 osobowych,
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zasadami układania tarcicy w sztaple,
2) zapoznać się normami dźwigania,
3) zaopatrzyć się w rękawice ochronne i ubranie robocze,
4) sporządzić spis wykonywanych kolejno czynności i przedstawić nauczycielowi,
5) przystąpić do układania sztapla według opisanych kolejno czynności,
6) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja dotycząca sztaplowania tarcicy,
− dokumentacja dotycząca norm dźwigania,
− rękawice ochronne i ubranie robocze,
− przymiar kreskowy (metrówka stolarska oraz poziomica),
− notatnik,
− długopis/ ołówek,
− narzędzia umoŜliwiające wykonanie zadaszenia,
− literatura z rozdziału 6.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) omówić stan wilgotności drewna powietrzno suchego?
2) omówić zasady, które naleŜy przestrzegać podczas suszenia
naturalnego?
3) omówić organizację składu tarcicy?
4) omówić elementy budowy sztapla?
5) określić wymiary przekładek?
6) omówić zasady układania tarcicy w sztaple?
7) omówić sposoby zabezpieczania czół tarcicy przed pękaniem?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.3. Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa
suszarni komorowej
4.3.1 Materiał nauczania
Typy suszarń do drewna [6,s.73–87]
W większości tartaków i prawie wszystkich zakładach produkcyjnych wyroby finalne
drewna jest suszone w suszarkach.
Zespół suszarek wraz z obiektami towarzyszącymi, jak sterowanie, laboratoria,
magazyny, nazywa się suszarnią.
Sposoby suszenia drewna w suszarniach zaleŜą przede wszystkim od rodzaju materiału
przeznaczonego do suszenia.
Wśród suszarni wyróŜniamy:
− suszarki do tarcicy,
− suszarki do oklein i łuszczki,
− suszarki do wiórów,
− suszarki do płyt pilśniowych porowatych.
Warunkiem suszenia drewna jest spowodowanie takiego ruchu cząsteczek wody zawartej
w drewnie, aby nastąpiło jej parowanie z powierzchni elementu oraz zapewnienie warunków
technicznych do odprowadzenia wyparowanej z drewna wody poza suszarkę. Aby zapewnić
parowanie wody, naleŜy dostarczyć ciepło do odparowania wody. Stosuje się kilka sposobów
dostarczania energii cieplnej mokremu drewnu. Najdawniej i najczęściej stosowanym obecnie
sposobem jest konwekcja–przenoszenie ciepła od źródła, np. od nagrzanych grzejników
(konwektorów), do drewna za pomocą powietrza w wyniku jego ruchu. Ruch powietrza
spowodowany jest róŜnicami temperatury i wilgotności względnej powietrza, przyśpieszony
ruch powietrza jest wymuszony za pomocą wentylatorów. Innym sposobem jest
promieniowanie cieplne (albo temperaturowe). Jest to ogrzewanie polegające na dostarczaniu
energii cząsteczkom drewna w wyniku promieniowania podczerwonego. MoŜna teŜ ogrzać
drewno kontaktowo, wykorzystując zjawisko przewodnictwa cieplnego między drewnem
i źródłem ciepła, którym moŜe być ogrzewana płyta. Korzystnie jest ogrzewać drewno od
wewnątrz, aby zjawisko termodyfuzji sprzyjało przemieszczaniu się cząsteczek pary wodnej.
Aby to uzyskać, umieszcza się drewno między elektrodami róŜnoimiennymi. Drewno nie
przewodzi prądu (jest dielektrykiem), ale pod wpływem ruchu jego cząsteczek w zmiennym
polu elektrycznym wywiązuje się tarcie, które powoduje, Ŝe wewnątrz objętości pakietu
drewna jest wydzielane ciepło.
Cząsteczki wyparowanej z drewna wody muszą być usunięte poza suszarkę. Odbywa się
za pomocą tzw. czynnika suszącego. Czynnikiem suszącym moŜe być gorące powietrze,
przegrzana para wodna lub spaliny. Są to gazy, które mają zdolność mieszania się z parą
wodną.
Podział suszarek ze względu na sposób ogrzewania drewna oraz ze względu na zasadę
działania przedstawia tab.3.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Tabela 3. Podział suszarek do drewna
Suszenie jest najbardziej energo- i czasochłonnym etapem obróbki drewna. Obecnie
największa część produkowanego drewna jest suszona w suszarkach konwekcyjnych.
Utrzymanie wysokiej temperatury suszenia wymaga wytworzenia duŜej ilości ciepła.
Jednocześnie konieczność zapewnienia odpowiedniej wilgotności powietrza w komorze
powoduje uwalnianie gorącego i wilgotnego powietrza do atmosfery. W ten sposób spora
ilość energii jest tracona.
DąŜenie do poprawienia jakości suszonego drewna, zmniejszenia zuŜycia energii,
skrócenia czasu suszenia i wyeliminowania uciąŜliwych dla środowiska emisji gazów
z kotłowni, stanowi impuls do udoskonalania rozwiązań konstrukcyjnych suszarek do drewna
oraz poszukiwania nowszych metod suszenia. Obecnie–poza zwykłym konwekcyjnym–są
stosowane inne metody suszenia: suszenie konwekcyjne przy obniŜonym ciśnieniu,
nagrzewanie dielektryczne, a w krajach południowych–nagrzewanie słoneczne.
Suszarki do tarcicy
Najlepsza byłaby taka suszarka do tarcicy, która suszy szybko, w suszonym drewnie nie
powstają Ŝadne zmiany (nie ma pęknięć, nie ma Ŝadnych zmian kształtu), wilgotność w całej
objętości elementu jest jednakowa i ma odpowiednią wartość, obsługa suszarki jest w pełni
zautomatyzowana. Takie „idealne” suszarki istnieją (np. podciśnieniowo–dielektryczne), ale
ich produkcja i eksploatacja są kosztowne. Najbardziej popularne są suszarki, w których
drewno jest suszone w atmosferze cyrkulującego powietrza. WyróŜniamy wśród nich:
− suszarki konwekcyjne cyklicznego działania komorowe,
− suszarki konwekcyjne cyklicznego działania kondensacyjne,
− suszarki ciągłego działania, dawniej zwane tunelowymi.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Suszarki konwekcyjne powietrzne cyklicznego działania.
Obecnie drewno jest najczęściej suszone w atmosferze powietrza, w suszarkach
konwekcyjnych cyklicznego działania, zwanych komorowymi.
Drewno do suszenia jest układane w specjalny sposób na palecie lub bezpośrednio na
wózku szynowym i załadowywane do wnętrza suszarki.. Drzwi komory zostają szczelnie
zamknięte. Nad procesem suszenia czuwa suszarnik albo odpowiednio zaprogramowany
komputer. Do wnętrza komory jest dostarczane powietrze o regulowanej w trakcie cyklu
suszenia temperaturze i wilgotności. Powietrze spełnia dwa zadania: unosi energię cieplną od
grzejnika do drewna (zjawisko konwekcji) oraz jest czynnikiem suszącym, tzn. suche
powietrze przejmuje parę wodną z powierzchni drewna. Im cieplejsze jest powietrze i im
szybciej krąŜy, tym więcej ciepła odbiera drewno. Ruch powietrza wewnątrz komory suszarki
wymuszają wentylatory. Powietrze z atmosfery, tłoczone do wnętrza suszarki, ogrzewa się od
grzejników (tzw. radiatorów, nagrzewanych gorącą wodą lub parą wodną) i przepływa
prostopadle do wzdłuŜnej osi sztapla. Nadmiar wilgotnego powietrza jest usuwany do
atmosfery przez kominki wentylacyjne. Po zakończeniu procesu wysuszone drewno zostaje
wyprowadzone z suszarki.
Suszarki komorowe róŜnią się cechami uŜytkowymi. NajwaŜniejszą z nich jest
pojemność, tzn. objętość części komory przeznaczonej do załadunku drewna. Inne cechy
uŜytkowe to: koszt eksploatacji oraz łatwość obsługi i cena suszarki przypadająca na 1 m3
pojemności suszarki.
Suszarki komorowe róŜnią się teŜ rozwiązaniami technicznymi, np.: sposobem obiegu
powietrza między suszonymi elementami, konstrukcją komory, materiałami uŜytymi do jej
wykonania, sposobem nagrzewania powietrza, stopniem automatyzacji sterowania
parametrami powietrza. Na rysunku 21 przedstawiono jedno z moŜliwych rozwiązań
konstrukcyjnych suszarek komorowych.
Rys. 21. Schemat działania suszarki komorowej:
1 – komora robocza, 2 – zespół wentylacyjny, 3 – układ grzewczy, 4 – układ zraszania, 5 – sterownia, 6 – drzwi
do załadunku i wyładunku wsadu, 7 – kominki do ssania i wytłaczania powietrza, 8 – wsad (drewno) [6, s. 78]
W suszarkach powietrznych konwekcyjnych cyklicznego działania cykl suszenia
obejmuje pięć faz.
Faza pierwsza to powolne nagrzewanie drewna w suszarce do temperatury 35°C. Zakłada
się na ogół, Ŝe czas nagrzewania powinien wynosić 1 godzinę na 1 cm grubości suszonego
drewna. Całkowity czas nagrzewania nie powinien przekraczać 24 godzin i zaleŜy od
grubości drewna, np. drewno grubości od 16 do 29 mm moŜe być w ciągu godziny ogrzane
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
o 8°C, drewno grubości od 32 do 50 mm o 6°C, drewno grubości od 63 do 100 mm – 4°C.
Zbyt szybkie nagrzewanie powoduje intensywne wysychanie przypowierzchniowych warstw
drewna, a w konsekwencji jego powierzchniowe pękanie i utrudnianie dopływu wody do
powierzchni. Aby zabezpieczyć drewno przed powierzchniowym wysychaniem, w czasie
nagrzewania, wilgotność względną powietrza w suszarce utrzymuje się powyŜej 98%.
Faza druga jest niezbędna przy suszeniu drewna wstępnie podsuszonego na wolnym
powietrzu, a moŜe być pominięta przy suszeniu drewna świeŜo ściętego. Polega ona na
wstępnym nawilŜaniu ogrzanego drewna. Ten zabieg powoduje ułatwienie przepływu wilgoci
przez warstwę przypowierzchniową drewna i zmniejszenie napręŜeń. NawilŜanie rozpyloną
wodą lub nasyconą parą wodną wykonuje się w temperaturze 35°C i przy wilgotności
powietrza 98–99%. Zalecany czas trwania nawilŜania zaleŜy od grubości suszonych
elementów. Dla drewna iglastego przewiduje się 1 godzinę nawilŜania na 1 cm grubości
tarcicy, dla drewna liściastego–1,5 godziny na 1 cm grubości tarcicy.
Faza trzecia to suszenie właściwe. Wysokość temperatury i wartość względnej
wilgotności powietrza suszącego podczas suszenia właściwego przyjmuje się w zaleŜności od
gatunku drewna, jego grubości, wilgotności stopnia obróbki i wymaganej wilgotności
końcowej. Wartości parametrów powietrza są zmienne w zaleŜności od bieŜącej wilgotności
suszonego drewna.
W pierwszym etapie suszonego drewna, od wilgotności początkowej do wilgotności
wynoszącej około 28%, temperatura powietrza suszącego powinna być niŜsza, a względna
wilgotność powietrza wyŜsza niŜ w drugim etapie suszenia, który rozpoczyna się po
osiągnięciu przez drewno wilgotności nasycenia włókien. Podczas suszenia grubego drewna
iglastego i trudno schnących gatunków liściastych (dąb, buk) stosuje się nawilŜanie
zapobiegające pękaniu suszonego drewna (grube drewno dębowe nawilŜa się kilkakrotnie).
Przykładowe parametry powietrza suszącego w suszarkach konwekcyjnych powietrznych,
stosowane podczas tzw. suszenia normalnego, wybrane dla niektórych gatunków drewna
i tarcicy grubości 32–50 mm przedstawiono (wg Glijera) w tab.4.
Tabela 4. Parametry powietrza suszącego w suszarkach powietrznych cyklicznego działania
Faza czwarta to sezonowanie suszonych elementów. W fazie tej następuje częściowe
wyrównanie wilgotności w całej objętości suszonych elementów i zmniejszenie
wewnętrznych napręŜeń, które mogłyby spowodować pękanie drewna. Suszone drewno
poddawane końcowemu nawilŜaniu wyrównawczemu w temperaturze i wilgotności powietrza
odpowiadającej wilgotności równowaŜnej drewna o 2% większej od końcowej wilgotności
drewna. Czas trwania tej fazy wynosi 2 godziny na 1 cm grubości suszonej tarcicy iglastej
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
i 2,5 godziny na 1 cm grubości suszonej tarcicy liściastej.
Faz piąta polega na studzeniu wysuszonego drewna. Szybkość obniŜania temperatury
w suszarce nie powinien być większy niŜ 6°C na 1 godzinę. Powolne studzenie zapobiega
powierzchniowym pęknięciom i powoduje dalsze wyrównywanie wilgotności w całej
objętości wysuszonego drewna. Temperatura końcowa drewna wystudzonego moŜe być
wyŜsza od temperatury powietrza w miejscu jego składowania ok. 25°C.
Suszarki kondensacyjne [6, s. 81]
Suszarki kondensacyjne naleŜą do grupy suszarek powietrznych konwekcyjnych
cyklicznego działania (rys.22). Drewno w tego typu suszarkach jest ogrzewane za pomocą
krąŜącego powietrza na zasadzie konwekcji. Powietrze, które jest czynnikiem suszącym, nie
jest wymieniane z otoczeniem–suszarki nie mają kominków wentylacyjnych. NajwaŜniejszym
elementem tych suszarek jest agregat chłodniczy, w którym następuje ochładzanie wilgotnego
powietrza i skraplanie zawartej w nim pary. Osuszone powietrze jest podgrzewane
grzejnikami elektrycznymi do temperatury nie niŜszej niŜ 45°C i kierowane ponownie przez
sztapel do obiegu suszenia. Powietrze przepływające przez sztapel wchłania parę wodną
i następnie jest kierowane do chłodnicy. Suszarki kondensacyjne są energooszczędne, gdyŜ
energia cieplna zawarta w wilgotnym powietrzu nie jest usuwana z powietrzem, jak
w suszarkach komorowych, do atmosfery, lecz w wyniku skraplania pary zostaje odzyskana
i wykorzystana do nagrzewania osuszonego powietrza. Sprawność cieplna tych suszarek
moŜe wynosić nawet 80%.
Rys. 22. Schemat suszarki kondensacyjnej [6, s. 81]
Suszarki kondensacyjne stosuje się do wstępnego suszenia drewna gatunków trudno
schnących–drewna dębowego i bukowego lub do suszenia grubych asortymentów drewna
iglastego. Suszenie kondensacyjne trwa dłuŜej niŜ w suszarkach komorowych tradycyjnych,
co moŜe być czasem przyczyną zainfekowania drewna grzybami.
Suszarki aerodynamiczne
Są to suszarki powietrzne konwekcyjne cyklicznego działania. Powietrze będące
czynnikiem suszącym ogrzewane w nietypowy sposób na skutek tarcia mas powietrza
o specjalnie skonstruowany wirnik wentylatora. Proces suszenia przebiega podobnie jak
w suszarkach komorowych. Tego typu suszarki mogłyby znaleźć zastosowanie w zakładach
zlokalizowanych tam, gdzie istnieje zakaz budowania kotłowni oraz tam, gdzie wysokie
koszty suszenia nie mają istotnego znaczenia. W Europie nie ma suszarek tego typu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Suszarki podciśnieniowe
Suszarki podciśnieniowe (zwane równieŜ próŜniowymi) słuŜą do szybkiego suszenia
twardych gatunków drewna. Istnieje kilka sposobów przekazywania ciepła drewnu
w suszarkach podciśnieniowych. Skonstruowano suszarki podciśnieniowe konwekcyjne,
w których czynnikiem grzewczym jest para przegrzana, suszarki podciśnieniowe
z ogrzewaniem kontaktowym i suszarki podciśnieniowe z ogrzewaniem dielektrycznym.
W suszarkach podciśnieniowych z ogrzewaniem konwekcyjnym drewno schnie
w atmosferze pary przegrzanej o ciśnieniu obniŜonym w stosunku do ciśnienia
atmosferycznego. Przy tak obniŜonym ciśnieniu temperatura wrzenia wody jest niŜsza od
100°C. Woda zawarta w drewnie zamienia się w suszarce w parę wodną i w tej postaci
przemieszcza się od wnętrza ku powierzchni suszonych elementów. W grupie suszarek
konwekcyjnych suszarki podciśnieniowe charakteryzują się najkrótszym czasem suszenia, np.
drewno twardych gatunków jest suszone w czasie dwa, a nawet trzy razy krótszym, niŜ
w pozostałych suszarkach konwekcyjnych. Wynika to stąd, Ŝe przewodzenie przez drewno
wilgoci w postaci pary jest kilkakrotnie szybsze od przewodzenia wody ciekłej. PoniewaŜ
drewno schnie na niskiej temperaturze, to jego jakość, przy prawidłowo prowadzonym
procesie, nie ulega zmianie. Wadą suszenia w tych suszarkach jest nierównomierny rozkład
wilgotności w suszonych elementach.
Na rysunku 23 przedstawiono schematycznie suszarkę podciśnieniową z ogrzewaniem
kontaktowym. Drewno spoczywa na wózku wewnątrz izolowanego termicznie autoklawu,
kaŜda warstwa drewna jest przełoŜona metalową płytą, której konstrukcja jest podobna do
półki w prasie hydraulicznej. Drewno i zawarta w nim woda są ogrzewane kontaktowo
w wyniku przepływu ciepła od metalowych płyt. Para wodna odprowadzana z suszonego
drewna kondensuje na usytuowanych po bokach autoklawu chłodnicach studzonych zimną
wodą. Powstały kondensat jest wypompowywany na zewnątrz. Podciśnienie w suszarce
wytwarza pompa próŜniowa.
Rys. 23. Schemat suszarki próŜniowej z ogrzewaniem kontaktowym [6, s. 83]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
Drewno w suszarce jest ogrzewane do temperatury 70°C, przy ciśnieniu atmosferycznym.
Następnie ciśnienie wewnątrz walczaka obniŜa się tak, Ŝe woda wrze w temperaturze
40–50 °C i zamienia się w parę. Kiedy temperatura drewna stanie się niŜsza od temperatury
wrzenia, cykl grzania drewna i suszenia przy obniŜonym ciśnieniu powtarza się. Czas
suszenia twardych gatunków drewna w suszarkach podciśnieniowych kontaktowych moŜe
nawet być sześciokrotnie krótszy od czasu suszenia w suszarkach komorowych.
Suszarka podciśnieniowa z ogrzewaniem dielektrycznym
Budowę suszarki podciśnieniowej z ogrzewaniem dielektrycznym przedstawiono na
(rys.24). Ciasno ułoŜone drewno jest umieszczone wewnątrz autoklawu na specjalnym wózku
izolowanym elektrycznie. Po obu stronach znajdują się elektrody zasilane prądem wielkiej
częstotliwości (np. 13,56 MHz). Do autoklawu jest podłączona pompa próŜniowa, a ciśnienie
we wnętrzu autoklawu wynosi 5 do 10 kPa. Przy tym ciśnieniu temperatura wrzenia wody
wynosi 45–50°C. Para wodna odprowadzana z drewna kondensuje się na chłodnicy zasilanej
zimną wodą, a kondensat jest odprowadzany za pomocą pompy na zewnątrz.
Rys. 24. Schemat suszarki podciśnieniowej z ogrzewaniem dielektrycznym [6, s. 85]
Drewno jest dielektrykiem, tzn. nie przewodzi prądu elektrycznego, ale umieszczenie
drewna w polu o wielkiej częstotliwości powoduje nieznaczne przemieszczanie się cząsteczek
elementarnych jego budowy. Towarzyszące temu zjawisku tarcie jest źródłem ciepła. Drewno
nagrzewa się równomiernie wewnątrz swojej objętości. Ogrzewanie jest ograniczone
wyłącznie do suszonego materiału, nie ma tu nośnika ciepła. PoniewaŜ na powierzchni
drewna, na skutek parowania wody, temperatura jest niŜsza niŜ w jego wnętrzu, to zachodzi tu
zjawisko termodyfuzji, czyli strumień wilgoci przemieszcza się z wewnętrznych warstw
drewna zgodnie z kierunkiem spadku temperatury.
Suszenie przebiega szybko i bez pęknięć, ale metoda jest wskazana dla drewna o dobrej
przepuszczalności pary wodnej–brzozy, grabu wiązu. Trudno suszą się gatunki uznawane za
trudno schnące: dąb i buk.
Czas suszenia w suszarkach podciśnieniowych dielektrycznych mniej zaleŜy od
wilgotności początkowej drewna, a bardziej od jego właściwości. Drewna drzew iglastych
i liściastych o gęstości do 500 kg/m3 suszy się ok. dwu godzin, rozpierzchłonaczyniowe
drewno liściaste o gęstości ponad 500 kg/m3 – cztery godziny, a trudno suszące się drewno
pierścieniowonaczyniowe–osiem godzin. ZuŜycie energii w tych typach suszarek jest duŜe
i wynosi ok. 250 kW·h na m3 drewna.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
Suszarki do tarcicy konwekcyjne ciągłego działania
W suszarkach ciągłego działania suszone drewno w czasie trwania procesu jest co pewien
czas przemieszczane wzdłuŜ tunelu suszarki. Materiał wysuszony jest wprowadzany z jednej
strony suszarki, a jednocześnie drewno mokre jest wprowadzane do suszarki od strony
przeciwnej (rys.25). Tego typu suszarki są przeznaczone do masowego suszenia głównie
drewna iglastego do wilgotności nie mniejszej niŜ 12%. Sprawność cieplna suszarek ciągłego
działania jest znacznie wyŜsza niŜ suszarek cyklicznego działania. Nagrzane powietrze płynie
w kierunku przeciwnym do kierunku przesuwania drewna. Temperatura powietrza na drodze
przepływu obniŜa się, a jego wilgotność rośnie. Pojemność tego rodzaju suszarek moŜe
dochodzić do 600 m3, prędkość przepływu powietrza wynosi 1-1,5 m/s, temperatura w tunelu
nie przekracza 65°C.
Rys. 25. Suszarka ciągłego działania z wzdłuŜnym w stosunku do sztapli przepływem powietrza [6, s. 85]
Suszarki do łuszczki i okleiny
Łuszczkę i okleinę suszy się w suszarkach taśmowych ciągłego działania. Drewno moŜe
być ogrzewane strumieniem gorącego powietrza, tj. konwekcyjnie.
Innym sposobem suszenia łuszczki i okleiny jest nagrzewanie w wyniku bezpośredniego
kontaktu płyt grzewczych z suszonym drewnem. Ten rodzaje suszenia stosowany do cienkich
fornirów uniemoŜliwia bowiem ich paczenie. NaleŜy dodać, Ŝe sposób ten jest rzadko
stosowany.
Do suszenia fornirów stosuje się przekazywanie ciepła za pomocą promienników
podczerwieni–lamp emitujących promienie podczerwone (cieplne). Promienie podczerwone
wnikają w drewno na głębokość zaleŜną od gatunku drewna , np.w drewno orzecha i gruszy
mniej niŜ 0,5 mm, w drewno dębu 1–2 mm, w drewno sosny 2–4 mm, w drewno lipy 4–mm.
Ten sposób przekazywania energii cieplnej jest wykorzystywany tylko do suszenia fornirów.
Suszarki do wiórów
Do wytwarzania płyt wiórowych stosuje się specjalnie pozyskiwane o określonych
kształtach i wymiarach, wióry drzewne. Jednym z ogniw procesu technologicznego produkcji
płyt wiórowych jest suszenie wiórów. Mokre wióry umieszcza się w bębnie, do którego są
dostarczane spaliny uzyskane ze spalania gazu lub paliwa płynnego. Spaliny przejmują parę
powstałą z wody zawartej w wiórach i są częściowo usuwane do atmosfery, a częściowo
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
kierowane powtórnie do bębna. Wióry wysychają do wilgotności 2%, po czym są studzone
i przekazywane do dalszego etapu produkcji płyt wiórowych.
Suszarki do płyt pilśniowych porowatych
W procesie technologicznym płyt pilśniowych porowatych uformowany kobierzec jest
poddawany suszeniu w suszarkach rolkowych o działaniu ciągłym. W kanale suszącym
znajdują się rolki napędzane łańcuchami tworzące 14 poziomów, na których są umieszczane
płyty. Energia cieplna do płyt jest doprowadzana w wyniku promieniowania podczerwonego
grzejników usytuowanych pod płytami. Czynnikiem suszącym jest para przegrzana o temp.
około 170°C, uzyskiwana z wody odprowadzanej z suszonego materiału. Nadmiar pary
przegrzanej, po odzyskaniu z niej ciepła w wymienniku ciepła, jest odprowadzany do
atmosfery.
Przygotowanie suszarki do pracy [4,s.77]
Cykl suszenia obejmuje przygotowanie suszarki, ustawienie drewna w suszarce,
prowadzanie procesu w poszczególnych fazach i rozładunek suszarki. Za sposób
przygotowania drewna do suszenia i przeprowadzenie cyklu suszenia odpowiedzialni są
odpowiednio przygotowani zawodowo suszarnicy.
Przed wprowadzeniem drewna do suszarki wykonywane są następujące czynności:
− sprzątanie suszarki (tę czynność lepiej jest wykonać po kaŜdym zakończonym cyklu),
− sprawdzenie droŜności studzienki i kanałów ściekowych,
− sprawdzenie stanu wentylatorów, a zwłaszcza stanu łoŜysk,
− dokręcenie smarowniczek łoŜysk w układzie napędu wentylatorów,
− po wykonaniu prac związanych z zasilaniem silników, sprawdzenie kierunków obrotów
wentylatorów (wszystkie muszą mieć ten sam kierunek obrotów),
− sprawdzenie stanu układu grzejnego (przecieki, działanie odwadniaczy, zamknięcie
obejść odwadniaczy),
− odpowietrzenie grzejników wodnych, jeŜeli nie ma w nich automatycznych zaworów
odpowietrzających,
− sprawdzenie działania przepustnic w kominkach wentylacyjnych,
− sprawdzenie działania układu nawilŜania powietrza, oczyszczenie lub wymiana dysz,
− wypłukanie lub wymiana gazy na czujniku termometru mokrego,
− uzupełnienie wody w naczyniu nawilŜającym,
− wymiana wkładki celulozowej w układzie pomiaru wilgotności równowaŜnej,
− sprawdzenie stanu przewodów sond układu pomiaru wilgotności drewna,
− sprawdzenie działania układu sygnalizacyjnego „człowiek w komorze”,
− sprawdzenie stanu uszczelek drzwi,
− sprawdzenie ogólnego stanu wnętrza suszarki.
Z wymienionych czynności wykonywane są tylko te, które dotyczą występujących
w suszarce elementów.
Przygotowanie drewna do suszenia [6,s.87–90]
Planując proces suszenia dla kaŜdej partii materiału, która ma być wysuszona w suszarce,
trzeba określić, jaka jest jej wilgotność początkowa. W tym celu naleŜy wybrać trzy sztuki
drewna o spodziewanej największej wilgotności. Jeśli suszone są gatunki iglaste, to jedna
sztuka powinna mieć jak największy udział bielu, druga jak największy udział twardzieli,
a trzecia powinna się charakteryzować równym udziałem bielu i twardzieli. Do pomiaru
wilgotności moŜna uŜyć wilgotnościomierzy elektronicznych lub określić wilgotność metodą
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
suszarkowo–wagową. Do kontrolowania zmian wilgotności drewna, jeśli suszarka nie jest
wyposaŜona w automatyczne sterowanie, słuŜą tzw. deski kontrolne. Wycina się je
z wybranych trzech sztuk drewna. Ich długość powinna wynosić ok. 600 mm. Deski waŜy się
z dokładnością do 1 g. Następnie oblicza się ich masę przy wilgotności docelowej suszenia.
Deski umieszcza się w środku sztapla (rys. 26). Podczas suszenia deski są kilkakrotnie
wyjmowane i waŜone, a wyniki waŜenia porównywane z obliczoną masą desek po
wysuszeniu.
Rys. 26. Sposób umieszczania deski kontrolnej w sztaplu [6, s. 88]
Formowanie sztapli (stosów) i pakietów
Sposób załadunku suszarki jest zagadnieniem bardzo waŜnym. Prawidłowy dobór
materiału i odpowiednie uformowanie sztapli jest podstawą uzyskania wysokiej jakości
suszonej tarcicy i ma wpływ na sprawność eksploatacyjną suszarek.
Sztaple układa się na paletach o wymiarach odpowiednich do wymiarów komory suszarni
lub na wózkach szynowych (rys.27).
Rys. 27. Formowanie sztapli przeznaczonych do suszarek:
a) sztapel dwuczołowy, b) jednoczołowy, c) sztapel do suszarki ciągłego działania [6, s. 88]
Rys. 28. Kształt sztapli w suszarce jednotorowej [4, s. 79]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
Rys. 29. Długość sztapla w suszarce jednotorowej [4, s. 79]
Rys. 30. Ustawienie pakietów na głębokości suszarki bez transportu szynowego [4, s. 81]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
Rys. 31.Ustawienie sztapli na szerokości suszarek [4, s. 81]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
Rys. 32. Przestrzenie między sztaplami [4, s. 82]
Komora suszarki powinna być załadowana drewnem jednego gatunku (lub gatunków
podobnych, jak np. świerk i jodła), tej samej grubości, podobnej szerokości, o tym samym
stopniu obróbki (tarcica obrzynana lub nieobrzynana) i o zbliŜonej wilgotności początkowej.
NajwyŜszą jakość suszonej tarcicy moŜna uzyskać susząc tylko tarcicę obrzynaną. Która
łatwiej układa się w sztaplach.
Drewno powinno być poukładane w pakiety i sztaple dwuczołowe (rys. 27a). Tarcica
w jednej warstwie sztapla powinna być ułoŜona bez szczelin. Inaczej układa się tylko drewno
przeznaczone do suszarki ciągłego działania ze wzdłuŜnym układem sztapli (rys. 27c).
Tarcice nieobrzynaną naleŜy układać na przemian raz szerszym, a raz węŜszym końcem do
czoła sztapla. Długość sztapli dwuczołowych powinna być równa długości najdłuŜszych
sztuk. Szerokość i wysokość sztapli jest zaleŜna od wymiarów przestrzeni załadowczej
suszarki.
JeŜeli nie wystarcza drewna na uformowanie sztapla normalnej szerokości i wysokości,
to naleŜy ułoŜyć sztapel węŜszy, ale o normalnej wysokości. Ustawienie w suszarce sztapli
mniejszej wysokości powoduje przepływ powietrza nad nim, a więc przesuszenie drewna
w górnych warstwach sztapla i wydłuŜony czas wysychania desek we wnętrzu sztapla.
NajdłuŜsze i najszersze sztuki tarcicy układa się z brzegu, pozostałe w środku. JeŜeli łączna
szerokość sztuk w jednej warstwie jest mniejsza od szerokości sztapla, to szczelinę naleŜy
pozostawić w środku sztapla. Boczne powierzchnie skrajnych sztuk tarcicy muszą tworzyć
jedną pionową płaszczyznę. W przypadku suszenia elementów o długościach mniejszych od
szerokości komory naleŜy ułoŜyć sztapel dwuczołowy tak, aby wypełniał komorę na całej
szerokości. Równe sztaple, bez szczelin w warstwach poziomych, dają moŜliwość
wyeliminowania zawirowań przepływającego powietrza.
Sztaple jednoczołowe (rys. 27b) nie powinny być stosowane, bo wystające części tarcicy
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
w tych sztaplach ulegają spękaniu i paczeniu, a ponadto utrudniają prawidłowy przepływ
powietrza w komorze.
DuŜy wpływ na prawidłową cyrkulację powietrza suszącego ma właściwy dobór oraz
właściwe ułoŜenie przekładek. Wykonuje się je ze zdrowego drewna iglastego, okresowo
zabezpieczanego przed grzybami odpowiednimi preparatami. Stosowanie przekładek
o przekroju kwadratowym, a nie prostokątnym, zapewnia uniknięcie błędu, jakim jest
ułoŜenie krzywego stosu. Do tarcicy grubości do 50 mm stosuje się przekładki o przekroju
25x25 mm, a do tarcicy grubszej–przekładki o przekroju 30x30 mm. Długość przekładek
powinna być równa szerokości sztapla. Przekładki muszą być kładzione „na płask”, jedna nad
drugą w płaszczyźnie pionowej. Skrajne przekładki naleŜy umieszczać równo z czołami
tarcicy. Pozostałe zaleca się układać w odstępach zaleŜnych od rodzaju i grubości drewna
i wynoszących:
− dla tarcicy iglastej grubości do 50 mm – 0,8 m,
− dla tarcicy iglastej grubości powyŜej 50 mm – 1,2 m,
− dla tarcicy liściastej grubości do 50 mm – 0,6 m,
− dla tarcicy liściastej grubości powyŜej 50 mm – 1,0m.
W dostępnych miejscach sztapli naleŜy pozostawić miejsca dla umieszczenia desek
kontrolnych. Mogą one być umieszczone w czołowej części sztapla, między przekładkami
z podcięciami (rys. 26).lub z boku sztapla–ułoŜone na dwóch pocienionych przekładkach.
Producenci suszarek tarcicy załączają w dokumentacji techniczono–ruchowej suszarki
informacje dotyczące poprawnego sztaplowania. Podają w nich wymagane odległości boków
i wierzchu sztapla od ścian stropu i drzwi suszarki.
Sposób ustawienia drewna w suszarce ma istotny wpływ na równomierność schnięcia, na
rozkład końcowej wilgotności w całym sztaplu i w kaŜdej sztuce tarcicy oraz na odkształcenie
się drewna i na czas suszenia. Sztaple powinny być tak formowane i ustawiane w suszarce,
aby przepływające powietrze przepływało tylko przez szczeliny między suszonymi
elementami. Strumień powietrza powinien być przegrodzony sztaplami. Pozostawianie
wolnych przestrzeni wywołuje zwiększony przepływ przez nie powietrza, a tym samym
zmniejsza ilość powietrza przepływającego przez sztaple, co wpływa na wydłuŜenie czasu
suszenia i nierównomierny rozkład końcowej wilgotności. JeŜeli sztaple lub pakiety nie
wypełniają komory suszarki na całej długości, to wolną przestrzeń trzeba zasłonić ekranami
kierującymi powietrze na tarcicę.
Do załadunku drewna do suszarni stosuje się najczęściej wózki widłowe. Wózki szynowe
są przydatne do załadunku drewna o długości powyŜej 6 m. Ze względu na podwozie
zmniejszają one przestrzeń załadowczą komory o 10–15% i ograniczają, ze względu na
znaczny cięŜar, wysokość sztapla.
Przebieg suszenia [6, s. 91]
Obecnie produkowane suszarki są oferowane razem z oprogramowaniem do
komputerowego sterowania procesem suszenia oraz z odpowiednimi urządzeniami do
automatycznego pomiaru wilgotności i temperatury powietrza we wnętrzu komory,
z urządzeniami do kontroli wilgotności drewna, a takŜe urządzeniami do automatycznego
sterowania zaworami dopływu i odpływu powietrza, dopływu pary do komory itd. Po
wprowadzeniu danych dotyczących gatunku, grubości i wilgotności początkowej i końcowej
drewna komputer sam dobiera program suszenia. W kaŜdej chwili trwania suszenia moŜna
ingerować w ten program, zmieniając np. szybkość nagrzewania tarcicy, wartość temperatury
suszenia itp. Suszarki sterowane komputerem są zabezpieczone przed ryzykiem pomyłki ze
strony osoby obsługującej suszarkę, a proces suszenia jest prowadzony w sposób ciągły i bez
przerw.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
Kierowanie procesem suszenia w suszarkach bez urządzeń działających automatycznie
polega na regulacji dopływu pary lub gorącej wody do grzejników, regulacji dopływu pary
nawilŜającej, zamykaniu i otwieraniu kominków dopływu i odpływu powietrza. Wytwarzanie
w komorze odpowiednich warunków klimatycznych suszenia odbywa się na podstawie
programu suszenia oraz wyników kontroli jego przebiegu. Kontrola przebiegu suszenia
polega na określaniu wilgotności względnej i temperatury powietrza we wnętrzu komory oraz
pomiarach wilgotności tarcicy i ocenie równomierności schnięcia drewna. MoŜna teŜ
sprawdzić prawidłowość obiegu powietrza. W celu ustalenia wilgotności względnej powietrza
odczytuje się temperaturę na dwóch termometrach–suchym i mokrym, umieszczonych we
wnętrzu suszarki.
Jednym ze sposobów kontroli suszenia jest tzw. próba widełkowa. Przed suszeniem
wykonuje się próbki widełkowe z tych samych sztuk tarcicy, z których wycięto deski
kontrolne (rys.33). Próbki z czterema ramionami wykonuje się z tarcicy grubości powyŜej
70 mm, z cieńszej tarcicy wykonuje się próbki z dwoma ramionami. Odchylanie się ramion
widełek do wewnątrz świadczy o zaschnięciu zewnętrznych warstw przy duŜej wilgotności
wewnętrznych warstw drewna. NaleŜy wówczas przerwać suszenie i zastosować nawilŜanie.
Do obowiązków osoby obsługującej suszarkę naleŜy zapisywanie informacji o suszonej
tarcicy, ustalanie programu oraz zapisywanie przebiegu suszenia i wyników pomiarów
kontrolnych. Programy suszenia dla suszarek przeznaczonych do suszenia jednego rodzaju
materiałów (np.wióry, okleina, płyty pilśniowe porowate) są ustalone przez wytwórcę
urządzeń. Programy suszenia dla suszarek do tarcicy są dobierane w zaleŜności od gatunku
drewna, jego wymiarów, wilgotności początkowej i docelowej. Ze względu na duŜą
róŜnorodność materiałów i róŜne ich przeznaczenie programy są opracowywane przez
doświadczonych suszarników.
Rys. 33. Próbka widełkowa: a) drewno świeŜe, b) drewno po rozpoczęciu suszenia, c) stan zeschnięcia,
d) drewno po nawilŜeniu, e) wysuszone drewno bez napręŜeń [7, s. 229]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
Pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza.
Najczęściej stosuje się psychrometr róŜnicowy (rys.34), działający na zasadzie róŜnicy
temperatur, odczytywanych na dwóch termometrach: suchym i mokrym.
Rys. 34. Psychrometr róŜnicowy:
1 – obudowa metalowa z wykresem psychrometrycznymi wskazówką przesuwną, 2 – termometr suchy,
3 – termometr mokry, zbiornik na wodę [7, s. 228]
Gałka termometru mokrego owinięta jest gazą nawilŜaną ze zbiorniczka wodnego. Parowanie
wody ze zwilŜonej gazy pochłania ciepło z gałki termometru mokrego, przez co wskazuje on
niŜsza temperaturę. Parowanie jest tym intensywniejsze, a róŜnica temperatur tym większa,
im bardziej suche jest powietrze w komorze suszarni. Na podstawie tej róŜnicy temperatur
określa się wilgotność względną powietrza za pomocą wykresu )nomogramu) lub specjalnych
tabel (tab.5).
Tabela 5. Psychrometryczna tabela do określania względnej wilgotności powietrza
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
49
Na rysunku psychrometru jest widoczny tego rodzaju wykres oraz wskazówka
przestawna, umoŜliwiająca odczytywanie wilgotności względnej powietrza. Temperaturę
powietrza określa się zwykle na podstawie wskazań suchego termometru psychrometru.
Wysokość temperatury kontroluje się co dwie godziny.
Pomiar wilgotności bieŜącej i końcowej drewna
Spadek wilgotności tarcicy określa się na podstawie ubytku masy wyrzynków
kontrolnych. Zastosowanie wyrzynków kontrolnych umoŜliwia badanie przebiegu suszenia
bez kaŜdorazowego określania wilgotności metodą suszarkowo-wagową. WaŜenie
wyrzynków kontrolnych powinno następować co 8 godzin. BieŜącą wilgotność wyrzynka
kontrolnego oblicza się wg. wzoru:
Wb = m4 - m2 / m2 ·100%
w którym:
Wb –wilgotność bieŜąca wyrzynka kontrolnego w%,
m2 – masa wyrzynka kontrolnego w stanie absolutnie suchym w bramach,
m4 – masa bieŜąca wyrzynka kontrolnego w gramach.
Kontrola równomierności schnięcia drewna
Podczas suszenia łatwo ulegającej zaschnięciu i spękaniu tarcicy liściastej duŜe znaczenie
ma określenie występujących w niej napręŜeń. Świadczą one o stopniu równomierności
wysychania jej warstw zewnętrznych i wewnętrznych. Próbki te pobiera się w sposób
przedstawiony na (rys.33) i postępuje się jak opisano podczas wykonania próby widełkowej.
Kontrola obiegu powietrza
Sprawdzanie obiegu powietrza nie naleŜy do stałych czynności kontrolnych, takich jak
pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza. Obieg powietrza kontroluje się przy
uŜyciu aparatu dymowego, a prędkość powietrza za pomocą anemometru.
Magazynowanie wysuszonego drewna [6,s.94]
Drewno o wilgotności większej niŜ 15% moŜe być składowane pod wiatą
w przewiewnym miejscu. Wysuszone drewno przeznaczone do wysyłki lub składowane w
magazynach międzyoperacyjnych moŜe być ułoŜone ciasno, sposobem „na głucho”, w sztaple
czołowe, dwuczołowe. Układając sztapel w górę, co 0,5 m naleŜy przekładać tarcicę
przekładkami
w celu usztywnienia sztapla. W magazynach między operacyjnych tarcicę układa się do
wysokości 2,0–2,5 m. Na widocznej stronie sztapla powinna być wywieszka, na której naleŜy
wpisać rodzaj drewna, grubość i klasę oraz miąŜszość.
Drewno o wilgotności mniejszej niŜ 15% naleŜy składować w magazynach zamkniętych.
Jest bardzo waŜne, aby parametry powietrza w magazynie były w stanie równowagi
higroskopijnej z drewnem w celu utrzymania stałej wilgotności drewna. Dlatego
pomieszczenia magazynowe powinny być wyposaŜone w grzejniki, urządzenia do wentylacji
i przyrządy do odczytu temperatury i wilgotności względnej powietrza.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
50
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Czy znasz podział suszarek?
2. Czy znasz budowę suszarki komorowej?
3. Jakie wyróŜniamy fazy podczas suszenia drewna?
4. Czym się charakteryzują suszarki kondensacyjne?
5. Na czym polega suszenie w suszarkach podciśnieniowych?
6. Na czym polega przygotowanie drewna do suszenia w suszarni?
7. Jakie znacz rodzaje sztapli stosowanych w suszarniach komorowych?
8. Na czym polega próba widełkowa podczas suszenia drewna w suszarniach?
9. Jakie urządzenie słuŜy do pomiaru wilgotności względnej powietrza w suszarni
komorowej?
10. Czy wiesz na czym polega magazynowanie wysuszonego drewna?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Mając do dyspozycji Internet, odnaleźć 3–4 producentów suszarń komorowych.
Następnie dokonaj przeglądu ofert suszarń zapoznając się z informacjami dotyczącymi
budowy, wyposaŜenia, aparatury oraz danymi technicznymi. Po zapoznaniu się z ofertami
sporządź zestawienie (np. w formie tabelarycznej), który producent Twoim zdaniem oferuje
najlepsze suszarki.
Po wykonaniu zadania moŜna nawiązać kontakt z przedstawicielem handlowym tej firmy
i poprosić o przesłanie bezpłatnych materiałów, katalogów lub umówić się na spotkanie
w szkole. Kontakt z przedstawicielem powinien nawiązać nauczyciel.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym
w „Poradniku”,
2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet,
3) dokonać zestawienia danych uzyskanych informacji,
4) przedstawić opracowanie nauczycielowi,
5) zaprezentować swoją pracę pozostałym grupom i uzasadnić swój wybór,
6) nawiązać kontakt z przedstawicielem handlowym (nauczyciel),
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń,
− komputer z dostępem do Internetu,
− notatnik,
− długopis/ołówek,
− literatura z rozdziału 6.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
51
Ćwiczenie 2
Przeprowadź rozpoznanie lokalnych zakładów drzewnych gdzie znajdują się suszarnie
komorowe do drewna. Korzystając z materiału nauczania zawartego w „Poradniku” oraz
w oparciu o Internet opracuj pytania dotyczące suszarni komorowej. Następnie poproś
nauczyciela o zorganizowanie spotkania w szkole z doświadczonym suszarnikiem
obsługującym suszarnię pobliskiego zakładu. Podczas spotkania naleŜy zadawać opracowane
wcześniej pytania.
Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym
w „Poradniku”,
2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet,
3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem,
4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi,
5) zadawać pytania uzyskując maksymalną ilość informacji
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń,
− komputer z dostępem do sieci Internet,
− notatnik,
− długopis/ołówek,
− literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 3
Podczas spotkania z suszarnikiem (patrz ćwicz. 2), naleŜy poprosić o umoŜliwienie
zorganizowania wycieczki do zakładu w czasie, gdy będą wykonywane prace związane z
załadunkiem komory suszarni. Jeśli jest to moŜliwe to naleŜy poprosić o informacje dotyczące
rozładunku komory oraz składowanie wysuszonego materiału.
Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym
w „Poradniku”,
2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet,
3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem w zakładzie,
4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi,
5) przygotować się do wycieczki wg. zaleceń nauczyciela,
6) dokonać obserwacji załadunku komory i w odpowiednim czasie zadawać pytania
7) dotyczące załadunku, rozładunku oraz składowania wysuszonego materiału,
8) sporządzić notatki z obserwacji,
9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
52
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń,
− komputer z dostępem do sieci Internet,
− notatnik,
− długopis/ołówek,
− literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 4
Na takiej zasadzie jak w (ćwicz. 3), naleŜy zorganizować wycieczkę do zakładu gdzie
eksploatuje się suszarnię komorową i poprosić suszarnika o omówienie procesu suszenia
drewna, charakterystyki, przeznaczenia oraz zasady obsługi przyrządów stosowanych
w suszarni.
Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym
w „Poradniku”,
2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet,
3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem w zakładzie,
4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi,
5) przygotować się do wycieczki wg zaleceń nauczyciela,
6) czynnie uczestniczyć w zajęciach zadając pytania,
7) sporządzić notatki z uzyskanych informacji,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń,
− komputer z dostępem do sieci Internet,
− notatnik,
− długopis/ołówek,
− literatura z rozdziału 6.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić podział suszarek?
2) omówić budowę suszarki komorowej?
3) określić fazy suszenia w suszarkach komorowych?
4) omówić charakterystykę suszarek kondensacyjnych?
5) omówić proces suszenia w suszarkach podciśnieniowych?
6) omówić zasady przygotowania drewna do suszenia?
7) określić jakie rodzaje sztapli stosujemy w suszarniach komorowych?
8) wyjaśnić na czym polega próba widełkowa podczas suszenia
drewna?
9) omówić zasadę działania psychrometru róŜnicowego i pomiaru
wilgotności względnej powietrza?
10) omówić na czym polega magazynowanie wysuszonego drewna?
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17

More Related Content

What's hot

Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_uEmotka
 
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...Szymon Konkol - Publikacje Cyfrowe
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z4.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_uEmotka
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...Kamil Kiełczewski
 
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...Kamil Kiełczewski
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uEmotka
 

What's hot (20)

9
99
9
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
 
11
1111
11
 
12
1212
12
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.04_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.01_u
 
2
22
2
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.02_u
 
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...
6 Dobieranie i stosowanie technologii wytwarzania wyrobów stolarskich w zakre...
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.03_u
 
7
77
7
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.05_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.04_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z4.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z4.02_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.02_u
 
5 Klasyfikowanie drewna i materiałów drzewnych
5 Klasyfikowanie drewna i materiałów drzewnych5 Klasyfikowanie drewna i materiałów drzewnych
5 Klasyfikowanie drewna i materiałów drzewnych
 
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
1. Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo...
 
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...
12. Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałów opatrunkowych i bielizn...
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
 

Similar to 17

Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_uEmotka
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uMuszex
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uMuszex
 
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] o1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z3.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_uEmotka
 
Ciesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uCiesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z3.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_uEmotka
 
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych Dawid Bogocz
 

Similar to 17 (20)

Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.03_u
 
15
1515
15
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
 
1.01
1.011.01
1.01
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_uTechnik.technologii.drewna 311[32] o1.04_u
Technik.technologii.drewna 311[32] o1.04_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
 
Introligator 734[02] o1.05_u
Introligator 734[02] o1.05_uIntroligator 734[02] o1.05_u
Introligator 734[02] o1.05_u
 
2
22
2
 
Tapicer 743[03] z1.03_u
Tapicer 743[03] z1.03_uTapicer 743[03] z1.03_u
Tapicer 743[03] z1.03_u
 
18
1818
18
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.03_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z3.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.03_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z3.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.02_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z1.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z1.06_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z2.06_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z2.06_u
 
Ciesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uCiesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_u
 
Tapicer 743[03] z4.01_u
Tapicer 743[03] z4.01_uTapicer 743[03] z4.01_u
Tapicer 743[03] z4.01_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z3.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z3.01_u
 
Tapicer 743[03] z3.01_u
Tapicer 743[03] z3.01_uTapicer 743[03] z3.01_u
Tapicer 743[03] z3.01_u
 
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych
Wykonywanie wkładów koronowych i koronowokorzeniowych
 

More from Kamil Fik (20)

22
2222
22
 
21
2121
21
 
20
2020
20
 
19
1919
19
 
18
1818
18
 
17
1717
17
 
16
1616
16
 
15
1515
15
 
14
1414
14
 
13
1313
13
 
12
1212
12
 
11
1111
11
 
10
1010
10
 
9
99
9
 
8
88
8
 
7
77
7
 
6
66
6
 
5
55
5
 
4
44
4
 
3
33
3
 

17

  • 1.
  • 2. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” w MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Bogusław Szumilas Suszenie drewna 742[01].Z4.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
  • 3. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 Recenzenci: mgr inŜ. Lidia Staniszewska mgr inŜ. Łukasz Styczyński Opracowanie redakcyjne: mgr inŜ. Bogusław Szumilas Konsultacja: mgr Małgorzata Sołtysiak Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 742[01].Z4.01 „Suszenie drewna”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu stolarz. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
  • 4. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Proces oraz sposoby suszenia drewna 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 17 4.1.3. Ćwiczenia 17 4.1.4. Sprawdzian postępów 18 4.2. Proces naturalnego suszenia drewna 19 4.2.1. Materiał nauczania 19 4.2.2. Pytania sprawdzające 31 4.2.3. Ćwiczenia 31 4.2.4. Sprawdzian postępów 32 4.3. Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa suszarni komorowej 33 4.3.1. Materiał nauczania 33 4.3.2. Pytania sprawdzające 50 4.3.3. Ćwiczenia 50 4.3.4. Sprawdzian postępów 52 4.4. Gospodarka materiałami, narzędziami i energią. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpoŜarowa oraz ochrona środowiska 53 4.4.1. Materiał nauczania 53 4.4.2. Pytania sprawdzające 54 4.4.3. Ćwiczenia 54 4.4.4. Sprawdzian postępów 56 5. Sprawdzian osiągnięć 57 6. Literatura 62
  • 5. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 1. WPROWADZENIE Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu suszenia drewna. Pozwoli Ci zapoznać się z podstawami suszenia drewna na wolnym powietrzu oraz w suszarniach komorowych. Znajdziesz teŜ informacje dotyczące obsługi suszarni komorowej, kontroli przebiegu suszenia drewna oraz przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy podczas prac związanych z suszeniem drewna. W rozdziale 4.1. Proces i sposoby suszenia drewna zostały omówione czynniki fizyczne mające wpływ na proces suszenia. Poruszone zostały zasady i sposoby suszenia drewna W rozdziale 4.2. Proces naturalnego suszenia drewna omówiono zagadnienia związane z zasadami suszenia drewna na wolnym powietrzu tj. sztaplowaniem, przygotowaniem składu tarcicy, kontroli procesu suszenia. W rozdziale 4.3.Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa suszarni komorowej omówiono charakterystykę suszarń do drewna, zasady ułoŜenia drewna w suszarkach, zasady obsługi suszarki komorowej. W rozdziale 4.4. Gospodarka materiałami, narzędziami i energią. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpoŜarowa oraz ochrona środowiska poruszone zostały zagadnienia związane racjonalnym wykorzystaniem materiałów, narzędzi i energii. Omówiono zasady ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska. Kolejność rozdziałów w poradniku została tak ułoŜona, aby zachowana była kolejność umiejętności, które uczeń musi posiąść, aby dobrze opanować bieŜący materiał i mieć podstawy do przyswajania kolejnych partii materiału. Poradnik ten zawiera: 1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej. 2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz w wyniku procesu kształcenia. 3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych szczegółowych celów kształcenia, umoŜliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz inne źródła informacji. Poradnik obejmuje równieŜ: −−−− pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń, −−−− ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposaŜenia stanowiska pracy, −−−− sprawdzian postępów, który umoŜliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po wykonaniu ćwiczeń. 4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego jest dowodem umiejętności określonych w tej jednostce modułowej. 5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej. JeŜeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza, Ŝe opanowałeś materiał lub nie.
  • 6. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 742[01].Z4 Proces suszenia oraz hydrotermicznej i plastycznej obróbki drewna Schemat układu jednostek modułowych 742[01].Z4.01 Suszenie drewna 742[01].Z4.03 Wykonywanie plastycznej obróbki drewna 742[01].Z4.02 Prowadzenie hydrotermicznej obróbki drewna
  • 7. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − rozróŜniać podstawowe gatunki drewna, − posługiwać się wykresami i tabelami liczbowymi, − rozróŜniać poszczególne elementy budowy anatomicznej drewna, − omówić podstawowe zagroŜenia poŜarowe występujące w stolarstwie, − odczytać schematy podstawowych urządzeń stosowanych w stolarstwie.
  • 8. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − określić czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna, − określić zasady i sposoby suszenia drewna, − przeprowadzić proces naturalnego suszenia, − scharakteryzować typy suszarń do drewna, − posłuŜyć się przyrządami pomiarowymi i kontrolnymi stosowanymi w suszarniach do drewna, − ułoŜyć tarcicę do suszenia, − sporządzić prosty program suszenia drewna liściastego i iglastego w suszarni komorowej z wymuszonym obiegiem powietrza, − obsłuŜyć suszarnię komorową z wymuszonym obiegiem powietrza, − skontrolować przebieg suszenia drewna w suszarni komorowej z wymuszonym obiegiem powietrza, − zastosować racjonalną gospodarkę materiałami, narzędziami i energią, − zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska.
  • 9. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Proces oraz sposoby suszenia drewna 4.1.1. Materiał nauczania Budowa drewna Na poprzecznym przekroju pnia drzewa widać pierścieniowy układ warstw. W centrum znajduje się rdzeń, następnie warstwa drewna, dalej cienka warstwa miazgi i warstwa kory. Znaczenie przemysłowe ma drewno. Drewno jest zbudowane z komórek spełniające róŜne funkcje fizjologiczne (rys.1). Komórki mają budowę wydłuŜoną i są zorientowane wzdłuŜ osi pnia. śywe komórki przyobwodowej części bielastej przewodzą wodę ze składnikami mineralnymi wzdłuŜ pnia ku górze. Martwe komórki przyśrodkowej, twardzielowej części pnia spełniają funkcje mechaniczne. Przepływ płynów w kierunku promieniowym i stycznym umoŜliwiają otworki w bocznych ściankach Ŝywych komórek, zwanych jamkami, przesłonięte cienkimi przepuszczalnymi błonkami. Intensywniejszy przepływ płynów w kierunku promieniowym umoŜliwiają pęczki komórek zorientowanych promieniowo, noszące nazwę promienia rdzeniowych. Układ komórek, będących swojego rodzaju kanalikami, zwanymi kapilarami, powoduje, Ŝe najłatwiej wilgoć przepływa wzdłuŜ słojów, a najtrudniej, w kierunku stycznym. W martwych komórkach drzew liściastych (z pewnymi wyjątkami np. brzoza, klon) jamki są zablokowane wcistkami. W martwych komórkach drzew iglastych jamki są zamknięte mniej skutecznie zgrubieniami błonek, zwanymi zatyczkami. W drewnie bukowym nie występuje zwykła twardziel. Jamki są tu zamykane w wyniku uszkodzenia bielu lub w czasie długotrwałego składowania drewna. śywe drewno broni się w ten sposób przed utratą wilgoci, której obecność konieczna jest do zachowania procesów Ŝyciowych. Takie drewno, podobnie jak drewno twardzielowe, jest trudno schnące. Dla ułatwienia schnięcia drewna bukowego naleŜy je suszyć tuŜ po ścięciu i przetarciu lub składować tarcicę po uprzednim parowaniu. Ścianki komórek są zbudowane z szeregu koncentrycznych warstw składających się w tzw. micele. Micele, zbudowane z celulozy, tworzą porowatą strukturę. Tak więc drewno jest materiałem o budowie kapilarno–porowatej. Kapilarami są światła komórek, a przestrzenie między micelami stanowią pory. Woda znajdująca się w kapilarach nosi nazwę wody wolnej. Na jej odparowanie zuŜywane jest ciepło parowania. Woda znajdująca się w porach między micelami jest z nimi połączona słabymi wiązaniami wodorowymi; nosi ona nazwę wody związanej. Na odparowanie tej wody trzeba zuŜyć ciepło parowania i ciepło potrzebne na zerwanie wiązań. W drewnie znajduje się równieŜ woda, która wchodzi w skład jego budowy tzw. woda konstytucyjna. Wchodzi ona w skład związków chemicznych stanowiących budowę drewna. W związku z tym, Ŝe nie ma ona wpływu na proces suszenia drewna, moŜemy ją pominąć.
  • 10. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 Rys. 1. Mikroskopowa budowa drewna sosny: 1 – roczny przyrost, 2 – promienie rdzeniowe, 3 – przewód Ŝywiczny, 4 – komórki wczesnych przyrostów, 5 – komórki późnych przyrostów, 6–jamki [4, s. 20] Pojęcie wilgotności drewna Drewno świeŜo ściętych drzew zawiera wodę. Pewna ilość wody zostaje nawet po sezonowaniu i suszeniu drewna. Od ilości wody zawartej w drewnie zaleŜą jego właściwości fizyczne, mechaniczne i technologiczne, np. wymiary, gładkość powierzchni uzyskiwana w obróbce skrawaniem, opór skrawania, podatność na sklejanie, dlatego waŜnym pomiarem jest określenie ilości wody zawartej w drewnie. Do liczbowego określania zawartości wody w drewnie stosuje się wilgotność drewna, oznaczoną literą W. Wilgotność drewna (W) jest to, wyraŜony w procentach, stosunek masy wody zawartej w drewnie mw do masy tego drewna w stanie absolutnie suchym mds, czyli: W= mw/ mds x 100% stąd W = mdw ― mds / mds x 100%
  • 11. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 gdzie: W–wilgotność drewna w%, mw–masa wody zawartej w drewnie, stanowiąca róŜnicę między masą drewna wilgotnego mdw i masą drewna suchego mds (mw= mdw― mds), mdw–masa drewna wilgotnego, mds–masa drewna po wysuszeniu. Uwaga: naleŜy pamiętać, Ŝe wszystkie wartości masy wstawiane do wzoru muszą być wyraŜone w jednakowych jednostkach (np. w gramach g). Przykład: Masa elementu wykonanego z drewna przed suszeniem (wilgotnego) wynosi mdw = 180 g, A masa tego elementu po wysuszeniu mds = 150 g. Jaka była wilgotność tego elementu? Rozwiązanie: W = mdw ― mds / mds x 100% = 180 ―150/150 x 100% = 20% Wilgotność tego elementu wynosiła 20%. Wilgotność drewna nie zawsze jest określana liczbą, czasem uŜywa się określeń opisowych. Drewnu o ustalonej wilgotności, równej pewnym określonym liczbom lub przedziałom liczbowym, przypisano specjalne nazwy. W praktyce przemysłowej i w handlu rozróŜnia się : − drewno mokre–o wilgotności przekraczającej 30%, − drewno świeŜo ścięte–o średniej wilgotności w granicach od 50 do 150%, − drewno załadowczo–suche–o wilgotności nie większej niŜ 25% (zachowanie takiej granicy oznacza, Ŝe drewno jest zabezpieczone przed zakaŜeniem grzybami lub ich rozwojem). − drewno powietrzno–suche–o wilgotności zaleŜnej od pory roku i wilgotności otaczjącego powietrza, zawartej w granicach od 13 do 22%; w Polsce przyjęto umownie, Ŝe najniŜsza wartość wilgotności, jaką moŜe mieć drewno suszone na powietrzu, wynosi15%. W nauce o drewnie występują następujące pojęcia (ich znaczenie zostanie wyjaśnione później): − wilgotność nasycenia włókien–28 lub 30% (ta wartość dotyczy gatunków drewna europejskiego i jest róŜna dla róŜnych gatunków), − wilgotność higroskopijna–od 0 do 28% (lub do 30%), − wilgotność równowaŜna–wilgotność drewna znajdującego się dłuŜszy czas w klimacie o stałej wilgotności względnej i stałej temperaturze powietrza, − drewno absolutnie suche–drewno całkowicie pozbawione wilgoci (np. podczas suszenia w suszarkach laboratoryjnych, w temperaturze 103 ±2 ºC, moŜna uzyskać drewno o wilgotności 0%). Pomiar wilgotności drewna Wilgotność najdokładniej określa się metodą suszarkowo–wagową. Metoda ta jest pracochłonna i długotrwała, lecz zapewnia uzyskanie wyników badań z dokładnością do 1,0% (tzw. metoda techniczna) lub z dokładnością do 0,1% (tzw. metoda laboratoryjna). Postępowanie przy określaniu wilgotności drewna metodą suszarkowo wagową jest
  • 12. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 znormalizowane (PN–77/D-04100. Drewno. Oznaczanie wilgotności). Zgodnie z tą normą ze środkowej części materiału naleŜy pobrać odpowiednią liczbę próbek o kształcie prostopadłościanu, których wymiary przekroju poprzecznego (w kierunku stycznym i promieniowym) wynoszą 20 x 20 mm, a długości (wzdłuŜ włókien) jest zawarta w granicach od 20 do 30 mm. Następnie próbki naleŜy zwaŜyć z dokładnością 0,01g (w metodzie technicznej) lub 0,001 g (w metodzie laboratoryjnej). ZwaŜone i ponumerowane próbki naleŜy umieścić w suszarce laboratoryjnej w temperaturze 103 ±2 ºC i suszyć do stanu całkowicie suchego. Przebieg suszenia musi być sprawdzany poprzez waŜenia kontrolne, z których pierwsze moŜna wykonać po 6 godzinach w przypadku drewna miękkiego lub po 10 godzinach w przypadku drewna twardego. Następne waŜenia naleŜy wykonywać co 2 godziny, aŜ do ustalenia się stałej masy próbki. Otrzymane z pierwszego i ostatniego waŜenia wartości moŜna wstawić do wzoru: W = mdw ― mds / mds x 100% Metoda suszarkowo–wagowa nadaje się do oznaczania wilgotności wszystkich gatunków drewna, ale nie naleŜy jej stosować do drewna Ŝywicznego i nasyconego impregnatami. W tych przypadkach w warunkach laboratoryjnych stosuje się metodę destylacyjną oznaczania wilgotności drewna. Najszybciej moŜna uzyskać pomiar wilgotności uŜywając elektronicznego miernika wilgotności–wilgotnościomierza. Działanie elektronicznych mierników polega na pomiarze pojemności elektrycznej lub oporu elektrycznego, jaki stawia drewno przepływającemu przezeń prądowi elektrycznemu. Wielkości te zmieniają się znacznie, gdy wilgotność drewna jest mniejsza od 30%, zaleŜą teŜ od gatunku i jego temperatury oraz kierunku przepływu prądu względem układu włókien. Nowoczesne wilgotnościomierze, np. krajowej produkcji miernik WRD–100 (rys.2) są przystosowane do pomiaru wilgotności jedenastu gatunków drewna o wilgotności od 6 do 100%. Wpływ temperatury na drewna na wynik pomiaru jest uwzględniany za pomocą 11-pozycyjnego układu kompensacyjnego. Do wyposaŜenia przyrządu naleŜą dwie elektrody dobierane w zaleŜności od grubości materiału: ręczna i młotkowa. Badanie jest nieniszczące, a wynik otrzymuje się natychmiast. KaŜdy miernik powinien być sprawdzony przez Okręgowy Urząd Miar, który wydaje świadectwo legalizacji.
  • 13. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 Rys. 2. Wilgotnościomierz WRD–100 produkcji Zakładów Elektronicznych TANEL [6, s. 54] Wilgotnościomierze elektroniczne firmy Wagner (rys.3) słuŜą min. do szybkiego sprawdzania wilgotności deski na całej jej długości. Działają na zasadzie pomiaru pola elektromagnetycznego. Mierniki wytwarzają trójwymiarowe pole elektromagnetyczne, które przenika drewno w głąb do 63 mm, a czujnika fal elektromagnetycznych umoŜliwia dokonanie pomiaru wilgotności bez potrzeby wbijania elektrod w drewno. Wynik pomiaru jest niezaleŜny od temperatury drewna, stanu jego powierzchni oraz wilgotności otoczenia. Do pamięci miernika mogą być wpisane charakterystyki 50 gatunków drewna, a sam miernik w celu ułatwienia zapisywania wyników moŜna połączyć z komputerem [6,s.51÷55]. Rys. 3. Wilgotnościomierz firmy Wagner do określania wilgotności desek: a) miernik, b) pomiar wilgotności desek wewnątrz sztapla [6, s. 55] Zmiany kształtu drewna pod wpływem zmian jego wilgotności Zmianom wilgotności drewna towarzyszy zmiana jego wymiarów. Kurczenie lub pęcznienie drewna towarzyszące zmianom wilgotności drewna powyŜej punktu nasycenia włókien jest nieznaczne, wynosi 1,5–2% w kierunku stycznym i w praktyce jest pomijane. Większe zmiany wymiarów drewna następują przy zmianie jego wilgotności w zakresie
  • 14. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 wilgotności higroskopijnej. Cząsteczki wody wnikające w przestrzenie międzymicelarne ściany komórkowej powodują rozsunięcie micel, pęcznienie komórek i pęcznienie całego elementu, a więc wzrostu jego wymiarów. Największe zmiany wymiarów następują w drewnie w kierunku stycznym (do 13% wartości początkowej), o połowę mniejsze są zmiany w kierunku promieniowym, najmniejsze (mniej niŜ 1%) w kierunku wzdłuŜnym. Po osiągnięciu wilgotności punktu nasycenia włókien dalszy wzrost wilgotności drewna (np. podczas deszczu, składowania w wodzie i zraszania) nie powoduje istotnych zmian wymiarów drewna (rys.4). Rys. 4. Wpływ wilgotności drewna na zmianę jego kształtu [6, s. 65] Rys. 5. Zmiany kształtu drewna w zaleŜności od umiejscowienia tarcicy w kłodzie [6, s. 69} Zmiany wymiarów drewna podczas obróbki w wyrobach gotowych są niepoŜądane. Drewno o zbyt duŜej wilgotności jest podczas schnięcia naraŜone na powstawanie wewnętrznych napręŜeń, które powodują zmianę kształtu elementu lub pęknięcia.
  • 15. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 W wyrobach gotowych wykonanych z drewna o zbyt duŜej wilgotności moŜe nastąpić rozluźnienie połączeń, paczenie i odkształcanie się elementów tych wyrobów. Tak powstają nieszczelności w stolarce budowlanej i meblach, zsychanie i rozluźnianie się podłóg itp. Wykonywanie wyrobów z drewna nadmiernie wysuszonego równieŜ jest błędem, gdyŜ drewno, dąŜąc do równowagi higroskopijnej, pęcznieje i ulega spaczeniu. W praktyce konsekwencją ułoŜenia posadzki z nadmiernie wysuszonych deszczułek jest jej fałdowanie się. Zmiany kształtu wysuszonych elementów zaleŜą od sposobu ułoŜenia słojów na ich powierzchniach, czyli od miejsca w kłodzie, z którego pozyskano te elementy (rys.5). Aby się ustrzec przed powyŜej opisanymi niekorzystnymi zjawiskami, naleŜy drewno suszyć do wilgotności równowaŜnej, dostosowanej do warunków, w których będzie ono uŜytkowane to znaczy do wilgotności uŜytkowej wyrobu z drewna. Normy przedmiotowe określają dopuszczalne wartości wilgotności uŜytkowej wyrobów z drewna. Wymagana wilgotność uŜytkowa w poszczególnych grupach wyrobów z drewna wynosi na przykład: a) meble, posadzki (deski, parkiety, mozaika itp.), elementy wewnętrznej stolarki budowlanej (boazerie, drzwi, schody, poręcze): − w pomieszczeniach ogrzewanych centralnym ogrzewaniem: 7–10%, − w pomieszczeniach ogrzewanych piecami :10–12%, b) budownictwo wodne: 22–30% c) drewno przeznaczone do transportu bez opakowania w folię: – 18%, d) opakowania i palety: – 18–20%, e) okleiny: 18–15%, f) drewniane wyroby sportowe: 13–17%, g) drewniane instrumenty muzyczne: 5–11%, h) galanteria drzewna: 10–12%. Według PN–81/ B-03150/01 wilgotność drewna iglastego przeznaczonego na elementy konstrukcji drewnianych jest zaleŜna od warunków eksploatacji i od przyjętej technologii wytwarzania i nie powinna przekraczać: a) w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem 20%,) b) w konstrukcjach znajdujących się na otwartym powietrzu 23%, c) w konstrukcjach klejonych zgodnie z wymaganiami technologii klejenia–15%, d) sklejka stosowana w konstrukcjach drewnianych–15%, e) płyty pilśniowe stosowane w konstrukcjach drewnianych–8%, Wilgotność elementów, z których jest wykonany produkt finalny, moŜe się równać wilgotności uŜytkowej lub być od niej nieco niŜsza np. o 2% od wilgotności uŜytkowej. UŜycie do obróbki drewna bardziej wysuszonego zapobiega ewentualnemu rozluźnianiu połączeń w wyrobie gotowym. Tę wilgotność elementów nazywamy wilgotnością techniczną drewna. Czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna Właściwości higroskopijne drewna Woda w postaci ciekłej, wypełniająca naczynia i cewki nosi nazwę wody kapilarnej lub wolnej. Średnica tych komórek jest mniejsza od 1 mm, dlatego zjawiska w nich zachodzące moŜna porównać do zachowania się cieczy w kapilarach (rys.6).
  • 16. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Rys. 6. Ruch wody w kapilarze [6, s. 60] W kapilarach między cząsteczkami wody a cząsteczkami celulozy z których są zbudowane ścianki cewek i naczyń, pod wpływem sił przyciągania cząsteczkowego (adhezji) powstają dwa meniski wklęsłe. Ich promienie są róŜne: mniejszy ze strony 1, gdzie woda odparowuje, większy ze strony 2 cieczy, gdzie zachodzi kondensacja pary wodnej. Ciśnienie pary wodnej nad powierzchnią cieczy od strony 1 jest mniejsze od ciśnienia pary nad powierzchnią menisku od strony 2, nad którą zachodzi kondensacja pary. W wyniku róŜnicy ciśnień woda przemieszcza się w kierunku menisku o mniejszym promieniu jak na powyŜszym rysunku. Warunkiem przemieszczania się wody w naczyniach kapilarnych jest wypełnienie wodą całego przekroju poprzecznego naczyń kapilarnych. Na przebieg zjawiska wpływa lepkość wody. Im jest ona mniejsza, tym większe jest zwilŜanie ścianek cewek i naczyń, tym łatwiej woda w kapilarze paruje. Lepkość wody maleje wraz ze wzrostem jej temperatury. Dyfuzja wody w drewnie. W przestrzeniach międzymicelarnych, wypełnionych powietrzem i parą wodną, w wyniku dyfuzji dochodzi do równomiernego rozmieszczenia cząsteczek wody w całej objętości drewna, czyli do wyrównania jego wilgotności. Szybkość przemieszczania się cząsteczek jest tym większa, im większa jest ich koncentracja oraz większa jest temperatura drewna. Cząsteczki wędrują ku powierzchni drewna, gdyŜ tam ich koncentracja jest najmniejsza, a następnie odparowują, w wyniku czego następuje obniŜenie wilgotności drewna. Właściwości higroskopijne drewna Wilgotność drewna ulega zmianom wraz ze zmianami wilgotności względnej powietrza otaczającego to drewno. Im wyŜsza jest temperatura otoczenia, tym szybciej następują zmiany wilgotności drewna, czyli wymiana pary wodnej między drewnem a otaczającym je powietrzem. Zdolność drewna do zmiany wilgotności pod wpływem zmiany wilgotności i temperatury otaczającego powietrza nazywamy higroskopijnością drewna. Absolutnie suche drewno pobiera wodę z otaczającego je powietrza. Zachodzi tu zjawisko adsorpcji (adsorpcja to zjawisko gromadzenia się substancji ciekłej lub gazowej na powierzchni ciała stałego: zjawisko odwrotne do adsorpcji nazywamy desorpcją). W drewnie,
  • 17. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 które ciałem pochłaniającym, czyli adsorbentem, wodę chłonąć mogą tylko ściany komórkowe. Gromadzi się ona na powierzchni micel oraz wiąŜe się z łańcuchami celulozy w obszarach nieuporządkowanych. Ilość pobranej wody jest ograniczona objętością micel. Wilgotność drewna (gatunków naszej sfery klimatycznej) moŜe wzrosnąć od 0% co najwyŜej do 28–30% ( wilgotność innych gatunków drewna moŜe wzrosnąć do 22–35%). Wilgotność drewna w wyŜej podanych granicach nazywamy wilgotnością higroskopijną drewna. Drewno o wilgotności z tego przedziału liczbowego ma zdolność pobierania wilgotności z otoczenia. Maksymalna wilgotność higroskopijna jest wtedy, gdy przestrzenie między micelarne są całkowicie wypełnione wodą. Drewno ma wówczas wilgotność określoną jako wilgotność punktu nasycenia włókien. Osiągnięcie przez drewno takiej wilgotności jest moŜliwe w warunkach, gdy wilgotność względna powietrza wynosi 100%, a temperatura powietrza zawiera się w przedziale od 0 do 45. W powietrzu o wilgotności względnej mniejszej od 100% drewno moŜe uzyskać dowolną wartość wilgotności mieszczcą się między wilgotnością nasycenia włókien (28–30%) a stanem absolutnie suchym. Taką wilgotność nazywamy wilgotnością równowaŜną. Przy ustalonej wartości wilgotności względnej powietrza, wilgotność równowaŜna drewna zaleŜy od temperatury otaczającego je drewna od wysokości ciśnienia atmosferycznego i od gatunku drewna. W miarę wzrostu temperatury powietrza wartość wilgotności równowaŜnej maleje. ZaleŜność wilgotności równowaŜnej drewna od wilgotności względnej powietrza przy ustalonej temperaturze (20°C) przedstawiono na (rys.7),[6,s.59–70] Ruch wody w drewnie podczas suszenia Suszenie drewna jest to działanie, którego celem jest osiągnięcie ściśle określonej zawartości wody w drewnie, zaleŜnej od przeznaczenia. WaŜne jest, aby przy zabiegach nie powstawały odkształcenia i uszkodzenia drewna. ObniŜenie wilgotności drewna następuje na skutek parowania wody z powierzchni drewna. Warunkiem schnięcia drewna jest przemieszczanie wody od wnętrza ku powierzchni suszonego elementu. Przemieszczanie się cząsteczek wody zawartych w drewnie następuje na skutek zjawisk kondensacji kapilarnej (jeśli wilgotność drewna jest powyŜej punktu nasycenia włókien) i dyfuzji cząsteczkowej (jeśli wilgotność drewna jest niŜsza od 28%). Woda w drewnie przemieszcza się w postaci cieczy i w postaci pary. Wraz ze spadkiem wilgotności drewna ilość wody przemieszanej w nim w postaci cieczy maleje. Na prędkość przemieszczania się wilgoci w drewnie ma wpływ róŜnica wilgotności między warstwami zewnętrznymi elementu, które są bardziej wysuszone, a warstwami o większej wilgotności. Im ta róŜnica jest większa, tym szybciej przemieszcza się woda w suszonym elemencie. Proces schnięcia przebiega prawidłowo wówczas, gdy masa wody ulegająca przemieszczaniu od środka drewna ku jego powierzchni jest większa od masy wody odparowanej z powierzchni tych elementów. Im gęstość drewna jest większa, a suszone elementy są grubsze, tym wolniej następuje przemieszczanie wody. Parowanie wody z powierzchni drewna moŜe odbywać się szybciej niŜ jej przemieszczanie wewnątrz elementu. W skrajnych przypadkach moŜe nastąpić przerwa strumienia wody w kapilarach. Wówczas proces suszenia jest utrudniony. W wyniku róŜnic wilgotności warstw drewna, powodujących róŜnice wymiarów mogą wystąpić napręŜenia powodujące pękanie suszonego materiału [6,s.70–72]. Wpływ właściwości powietrza na parowanie wody z drewna Parowaniu wody z powierzchni drewna sprzyja przepływ suchego i ciepłego powietrza ponad powierzchnią drewna. Zalecana minimalna prędkość przepływu powinna wynosić ok. 0.5 m/s.
  • 18. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 Parowanie wody z powierzchni drewna jest moŜliwe wtedy, gdy wilgotność powietrza w otoczeniu suszonych elementów jest mniejsza od wilgotności warstw powietrza tuŜ ponad powierzchnią suszonych elementów. Im większa jest róŜnica wilgotności, tym parowanie jest intensywniejsze. JeŜeli nie ma tej róŜnicy wilgotności, woda z drewna nie paruje, proces suszenia nie zachodzi, a drewno znajduje się w stanie równowagi higroskopijnej. Natomiast w sytuacji odwrotnej, gdy wilgotność mas powietrza otaczających suszony materiał jest większa od wilgotności warstw powietrza bezpośrednio przylegającej do powierzchni elementu–drewno nawilŜa się. W powietrzu zawsze występuje para wodna. Maksymalna zawartość pary wodnej w powietrzu zaleŜy od ciśnienia i temperatury powietrza. Dla ustalonych wartości ciśnienia i temperatury moŜna określić maksymalną ilość pary wodnej, jaką moŜe wchłonąć powietrze, podając ją np. w gramach dla powietrza (suchego) o objętości 1 m3. Ta maksymalna ilość pary nasyca powietrze, co oznacza, Ŝe zwiększenie (w danej objętości powietrza) zawartości pary spowodowało by jej skroplenie. Najczęściej przy danym ciśnieniu i w określonej temperaturze zawartość pary wodnej w powietrzu jest mniejsza od maksymalnej. JeŜeli masę pary znajdującej się w jednostce objętości powietrza odniesiemy do masy pary, która by tę objętość powietrza nasyciła wynik podamy w procentach, to określimy wilgotność względną powietrza. Oznacza się ją literą grecką φ(fi). W suszarnictwie często uŜywa się terminu wilgotności względnej powietrza. Rys. 7. Higroskopijna równowaga drewna w temperaturze 20°C [6, s. 63] Przykładowe dane dotyczące tych zaleŜności są następujące drewno składowane w pomieszczeniu, w którym temperatura powietrza wynosi 20°C, a wilgotność względna powietrza 25°C (takie są warunki w pomieszczeniu ogrzewanym centralnym ogrzewaniem w miesiącach zimowych podczas duŜych mrozów), po pewnym czasie osiągnie wilgotność równowaŜną równą ok. 5%. Latem, gdy wilgotność względna powietrza o temperaturze 20°C wzrośnie do 70%, wilgotność równowaŜna drewna wzrośnie do 13%. Przy tej samej wilgotności powietrza spadek temperatury do 10°C sprawi, Ŝe wilgotność drewna wzrośnie do 13,2%.
  • 19. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Czy znasz elementy budowy anatomicznej drewna mające wpływ na przemieszczanie się wody w drewnie? 2. Jakie znasz rodzaje wód w drewnie? 3. Czy wiesz jak obliczyć wilgotność drewna? 4. W jakim przedziale wilgotności mieści się punkt nasycenia włókien? 5. Jakie znasz metody pomiaru wilgotności drewna? 6. Czy znasz wilgotności podstawowych grup wyrobów z drewna? 7. Czy znasz czynniki fizyczne wpływające na proces suszenia drewna?. 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Ze sztapla, w którym jest suszona tarcica (iglasta lub liściasta), naleŜy pobrać wcześniej przygotowaną deskę kontrolną, z której będą wykonane próbki do przeprowadzenia pomiaru wilgotności drewna metodą suszarkowo-wagową. Ćwiczenie powinno być realizowane w zespole 4–5 osobowych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami, 2) zapoznać się z obsługą suszarki laboratoryjnej, 3) zapoznać się z obsługą wagi laboratoryjnej, 4) przekazać materiał do przygotowania próbek z suszonego drewna osobie wykwalifikowanej, 5) ustalić kolejność wykonania ćwiczenia i omówić go z nauczycielem, 6) przystąpić do wykonana ćwiczenia, 7) ustalić wilgotność suszonego drewna. WyposaŜenie stanowiska pracy: − literatura dotycząca pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami, − literatura dotycząca obsługi suszarki, − literatura dotycząca obsługi wagi laboratoryjnej, − suszarka laboratoryjna, − waga laboratoryjna, − wyrzynek kontrolny oraz próbki wycięte z wyrzynka, − notatnik, − ołówek/długopis − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Ze sztapla, w którym jest suszona tarcica (iglasta lub liściasta), naleŜy pobrać wcześniej przygotowaną deskę kontrolną i dokonać pomiaru wilgotności drewna dostępnym wilgotnościomierzem.
  • 20. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 Sposób wykonania ćwiczenia. Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami, 2) zapoznać się z obsługą wilgotnościomierza elektronicznego , 3) pobrać wyrzynek kontrolny do wykonaniu pomiaru wilgotności, 4) ustalić kolejność wykonania ćwiczenia i omówić go z nauczycielem, 5) przystąpić do wykonana ćwiczenia, 6) ustalić wilgotność suszonego drewna. WyposaŜenie stanowiska pracy: − literatura dotycząca pomiaru wilgotności drewna róŜnymi metodami, − literatura dotycząca obsługi wilgotnościomierza elektronicznego, − wilgotnościomierz oraz wyrzynek kontrolny, − notatnik, − ołówek/długopis − literatura z rozdziału 6. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymienić elementy budowy anatomicznej drewna mające wpływ na przemieszczanie się wody w drewnie? 2) scharakteryzować rodzaje wód w drewnie? 3) obliczyć wilgotność drewna? 4) określić przedział wilgotności punktu nasycenia włókien? 5) dokonać pomiaru wilgotności drewna? 6) określić wilgotności podstawowych grup wyrobów z drewna? 7) omówić czynniki fizyczne mające wpływ na proces suszenia?
  • 21. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 4.2. Proces naturalnego suszenia drewna 4.2.1. Materiał nauczania Zasady i sposoby suszenia drewna Suszenie na wolnym powietrzu Suszenie drewna na wolnym powietrzu nazywamy suszeniem naturalnym. Wilgotność drewna składowanego na odkrytej przestrzeni obniŜa się pod wpływem ruchu powietrza atmosferycznego. Suszeniu sprzyjają odpowiednie warunki atmosferyczne–ciepłe dni, suche powietrze i wiatr. Minimalna wilgotność drewna moŜliwa do osiągnięcia w wyniku suszenia naturalnego oznacza tzw. stan powietrzno-suchy. W Polsce wynosi ok. 15%. Suszenie naturalne trwa długo. Czas schnięcia mierzony jest w miesiącach. Na przykład tarcica sosnowa o grubości 25 mm moŜe schnąć nawet 11 miesięcy, o grubości 38 mm–17 miesięcy, tarcica dębowa o grubości 25 mm 14 miesięcy, o grubości–38 mm–22 miesiące. Suszenie na wolnym powietrzu jest suszeniem powolnym i powoduje znaczny stopień degradacji drewna. Ze względów ekonomicznych (zamroŜenie kapitału na długi okres, potrzeba duŜych terenów do składowania drewna) i technologicznych (za duŜa wilgotność końcowa, straty surowca spowodowane obniŜeniem jego jakości) zaniechano suszenia naturalnego tarcicy. Tarcica na przyzakładowych placach surowca jest składowana tylko w celu zapewnienia rezerwy materiałowej. [6, s. 73] Suszenie naturalne, określane takŜe jako sezonowanie, jest to suszenie drewna pod wpływem otaczającego powietrza, bez sztucznego regulowania warunków klimatycznych. Najczęściej stosowanym sposobem suszenia naturalnego jest suszenie na otwartych składach, czyli suszenie na wolnym powietrzu. Czynniki suszenia, tzn. wilgotność, temperatura i ruch powietrza, są w tych warunkach bardzo zmienne i zaleŜą od miejscowego klimatu, pogody, pory roku i dnia. DuŜy wpływ na przebieg suszenia naturalnego ma ruch powietrza; jego intensywny przepływ przyśpiesza zacznie wysychanie drewna. Na przebieg suszenia moŜna oddziaływać tylko w sposób pośredni, stwarzając sprzyjające temu procesowi warunki. Szczególnie istotne jest zapewnienie przepływu powietrza, poprzez odpowiedni sposób układania (sztaplowania) tarcicy oraz kształtowania całego składu. Przy naturalnym suszeniu drewna naleŜy przestrzegać niŜej omówionych zasad. 1. Tarcicy nie wolno kłaść bezpośrednio na ziemi, lecz naleŜy ją izolować od podłoŜa przez podłoŜenie odpowiednich podpór, zwanych legarami. 2. Sposób ułoŜenia materiału powinien zapewnić naleŜyty dopływ powietrza do poszczególnych sztuk tarcicy oraz zapobiegać ich zdeformowaniu. 3. UłoŜoną tarcicę przykrywa się szczelnym dachem, chroniącym ją przed szkodliwymi wpływami czynników atmosferycznych. 4. Sposób składowania tarcicy powinien ułatwiać suszące działanie wiatru oraz chronić przed nadmiernym nasłonecznieniem. 5. NaleŜy zapewnić swobodny dostęp do stanowisk układania tarcicy w celu umoŜliwienia jej łatwego dowozu i wywozu. 6. W składzie tarcicy naleŜy utrzymać czystość i porządek oraz na bieŜąco usuwać wszelkie odpady drzewne. 7. Tarcicę poraŜoną nawet częściowo przez grzyby lub owady układa się w oddzielnej kwaterze po stronie zawietrznej składu i w pierwszej kolejności przerabia lub wysyła ze składu.
  • 22. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 Zagospodarowanie otwartego składu tarcicy Teren, na którym suszy się i magazynuje tarcicę, ułoŜoną w odpowiednio uporządkowane, luźne stosy, zwane sztaplami, nazywa się składem tarcicy. Skład tarcicy jest podzielony drogami transportu wewnątrzzakładowego oraz pasami przeciwpoŜarowymi na poszczególne kwatery, w których umieszcza się sztaple. Skład tarcicy lokalizuje się w miejscach otwartych, moŜliwie równych, suchych i przewiewnych. Wpływa to korzystnie na przebieg suszenia naturalnego. Szczególne znaczenie ma przepuszczalne, najlepiej piaszczyste podłoŜe. W przypadku gruntów podmokłych konieczne jest odwodnienie terenu. W celu uniknięcia lokalnego zwiększenia wilgotności powietrza usuwa się z powierzchni składu wszelką roślinność. Najkorzystniejsze warunki prawidłowego zorganizowania ma skład tarcicy w kształcie prostokąta; sztaple naleŜy ustawiać równolegle do jego dłuŜszego boku. Wielkość powierzchni składu zaleŜy od rocznej przepustowości materiałów tartych. Wymiary kwater oraz rozplanowanie dróg dojazdowych oraz sztapli zaleŜą od stopnia mechanizacji prac wykonywanych na składzie. Na składach mało zmechanizowanych transport odbywa się przy uŜyciu wózków szynowych i platformowych, a na składach średnio i wysoko zmechanizowanych przy uŜyciu podnośnikowych wózków widłowych lub suwnic. Na (rys.8) przedstawiono schemat rozplanowania składu tarcicy, wyposaŜonego w tory manipulacyjne i wózki szynowe. Rys. 8. Schemat rozplanowania mało zmechanizowanego składu tarcicy [7, s. 200]
  • 23. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 Przy rozmieszczeniu sztapli na składzie tarcicy naleŜy pamiętać, Ŝe w części składu wystawionej na działanie wiatru, czyli od strony nawietrznej, występują najostrzejsze warunki wysychania, po stronie przeciwnej, czyli odwietrznej–łagodniejsze, a w części środkowej składu–najłagodniejsze. W kraju występują najczęściej wiatry z kierunku zachodniego. Do warunków tych naleŜy więc dostosować rozmieszczenie sztapli poszczególnych rodzajów drewna oraz róŜnych wymiarów i klas jakości tarcicy. W zakresie rodzaju drewna: iglaste, szczególnie sosnowe, materiały tarte są mniej podatne na pękanie i znoszą ostrzejsze warunki suszenia, a tarcica liściasta jest bardziej wraŜliwa i wymaga łagodniejszych warunków suszenia. Najbardziej wraŜliwa jest tarcica bukowa, jesionowa i wiązowa. Dlatego tarcicę sosnową sztapluje się po stronie nawietrznej składu, a najbardziej wraŜliwą tarcicę liściastą w jego części środkowej. W zakresie wymiarów tarcicy: od strony nawietrznej układa się sortymenty najcieńsze, grubsze od strony zawietrznej, a najgrubsze–części środkowej składu. RównieŜ materiały tarte wyŜszych klas jakości składuje się w kwaterach połoŜonych wewnątrz składu, a gorszych klas jakości (III i IV) na jego skraju. Sztaplowanie materiałów tartych Sztaple tarcicy układa się na składzie oddzielnie według: − rodzaju lub grup rodzajowych drewna; niektóre rodzaje drewna sztapluje się razem, tworząc grupy rodzajowe, np. świerk z jodłą lub osikę z topolą, − stopnia obróbki (tarcica nieobrzynana, elementy przeznaczeniowe), − grubości, − klas jakości, − przeznaczenia (np. tarcica podłogowa, wagonowa), − grup długości (tarcica długa, średnia, krótka). Sztaple tworzy się z wielu, oddzielonych przekładkami, warstw tarcicy. Spoczywają one na konstrukcji wsporczej, a z góry przykrywa się je szczelnym dachem. Główne elementy sztapla przedstawia poniŜszy rysunek (rys. 9).
  • 24. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 Rys. 9. Elementy sztapla [7, s. 202] Czoło i bok sztapla stanowią płaszczyzny utworzone przez wyrównane czoła i boki tarcicy sztaplowanej. Wysokość sztapla jest to odległość między górną powierzchnią legarowania a górną płaszczyzną ostatniej warstwy ułoŜonej tarcicy. Poszczególne sztuki tarcicy układa się w kaŜdej warstwie obok siebie z zachowaniem określonych odstępów, dokładnie nad sztukami znajdującymi się w pozostałych warstwach sztapla, tworząc układ zwany stopkami. Między stopkami znajdują się wolne przestrzenie, które tworzą kanały pionowe, a między przekładkami–kanały poziome sztapla. Konstrukcję wsporczą sztapla tworzą ustawione na powierzchni gruntu słupki oraz leŜące na nich podpory zwane legarami. Słupki wykonuje się z betonu, a ich kształt i wymiary powinny być zgodne z wymiarami przedstawionymi na (rys.9 a)). Słupek z wycięciem jest przeznaczony do legarów z własnego materiału, a bez wcięcia, z rowkami odprowadzającymi wodę deszczową, do innych legarów.
  • 25. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 Rys. 9 a). Słupki konstrukcji wsporczej [7, s. 203] Najbardziej celowe jest stosowanie legarów betonowych, wykonanych ze zbrojonych belek lub podkładów strunobetonowych; są to legary trwałe. UŜywa się równieŜ legarów z szyn metalowych lub sporadycznie drewnianych (wgłębnie impregnowanych). Są dwa sposoby ustawiania słupków i legarów; legarowanie pojedyncze (rys.10 a) oraz podwójne, czyli krzyŜowe rys. 10 b). Powszechnie stosuje się legarowanie pojedyncze, A legaroawnie podwójne tylko w razie sztaplowania na gruntach słabo spoistych i rozluźniających się np. pod wpływem opadów. Przy sztaplowaniu ręcznym szerokość legarowania (sztapla) wynosi na ogół 2,5÷3,0 m, a długość legarowania (sztapla) 7,0÷9,0 m. Odstępy między legarami poprzecznymi róŜnicują się zaleŜnie od rodzaju sortymentów: 1÷1,2 m przy sztaplowaniu desek oraz 1,5÷2 m przy sztaplowaniu krawędziaków i belek. Rys. 10. Legarowanie: a) pojedyncze, b) podwójne (krzyŜowe) [7, s. 203] Konstrukcja wsporcza sztapla powinna być przed jej uŜytkowaniem dokładnie wypoziomowana , aby zapobiec jej przesunięciu pod cięŜarem sztapla. Przekładki sztaplowe, umieszczone między poszczególnymi warstwami tarcicy, wykonuje się ze zdrowego drewna iglastego. NaleŜy je kłaść dokładnie w pionie nad przekładkami ułoŜonymi bezpośrednio na legarach. Układa się je prostopadle do długości tarcicy. Wymiary przekładek przedstawiono w (tab.1).
  • 26. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 Tabela 1. Zalecane wymiary przekładek sztaplowych [7, s. 204] RozróŜnia się kilka podstawowych rodzajów sztapli, których budowę przedstawiono na kolejnych rysunkach: Rys. 11. Sztapel dwuczołowy niepełny: a) widok z boku, b) widok sztapla z góry [7, s. 205]
  • 27. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 Rys. 12. Sztapel dwuczołowy pełny [7, s. 205] Rys. 13. Sztapel dwuczołowy pojedynczy [7, s. 206]
  • 28. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 Rys. 14. Sztapel jednoczołowy pojedynczy [7, s. 206] Rys. 15. Sztaple bliźniacze [7, s. 207]
  • 29. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 Rys. 16a. Układanie grubej tarcicy nie obrzynanej [7, s. 207] Rys. 16b. Sztaplowanie tarcicy na własnym materiale [7, s. 207] Zabezpieczanie sztapli tarcicy. Zabezpieczanie tarcicy na składzie przed szkodliwymi wpływami czynników atmosferycznych obejmuje: przykrywanie sztapli dachami (dachowanie), zabezpieczanie czół tarcicy przed pękaniem oraz osłanianie sztapli.
  • 30. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 Dachowanie sztapli odgrywa nie tylko rolę zabiegu konserwacyjnego, ale wpływa takŜe na przyśpieszenie ruchu powietrza w sztaplu, stwarzając lepsze warunki wysychania tarcicy. Dachy powinny być szczelne i trwałe oraz mieć odpowiednie nachylenie i okap. Konstrukcję dachu tworzą podpory i poszycie dachowe. Podpory formuje się ze sztaplowanej tarcicy, czyli z własnego materiału (rys. 17), lub wykonuje się elementów wiązania dachowego i ustawia na górnej warstwie sztaplowanej (rys.9). Rys. 17. Podpory dachowe sztapli z układanego materiału [7, s. 208] Poszycie dachu wykonuje się z płyt dachowych zbitych z tarcicy, z pojedynczych desek lub z blachy falistej. RozróŜnia się dachy jednopołaciowe oraz dwupołaciowe, w kierunku boków lub czół sztapla. Dachy jednopołaciowe sytuuje się połacią od strony wiejących wiatrów. Zabezpieczanie czół suszonego materiału Zabezpieczanie czół materiałów tartych zapobiega przed ich zbyt szybkiemu wysychaniu i powstawaniu nadmiernych pęknięć czołowych. Zabiegowi temu poddaje się szczególnie podatna na pękanie tarcicę liściastą. Stosuje się następujące sposoby zabezpieczeń czół: − listewkowanie, − wysuwanie przekładek sztaplowych przed lico czół, − powlekanie pastami ochronnymi. Listewkowanie polega na przybijaniu listewek z drewna drzew iglastego do czół desek i bali lepszych klas jakości. W celu ochrony przed nadmiernym nasłonecznieniem elementów przeznaczeniowych, np., półfabrykatów meblarskich, wysuwa się przekładki sztaplowe o ok. 2÷3 cm przed lico czół, przez co uzyskuje się ich ocienienie. Trzeci sposób zabezpieczenia czół tarcicy liściastej, polegający na ich powlekaniu pastami ochronnymi, przeprowadza się przy uŜyciu pędzla lub, w odniesieniu do drobnych elementów o małych przekrojach, przez zanurzanie na głębokość 2 cm. Zaleca się stosować do tego celu takie produkty jak; farba olejna, parafina oraz niektóre kleje.
  • 31. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Osłanianie sztapli ma równieŜ na celu zabezpieczanie ich przed nadmiernym nasłonecznieniem lub intensywnym działaniem wiatru. Osłony wykonane z płyt zbijanych z desek przystawia się do boków lub czół sztapli tarcicy lepszych klas jakości, aby nie dopuścić do wystąpienia nawet niewielkich pęknięć. Mechanizacja składów tarcicy Układanie ręczne sztapli moŜna częściowo zmechanizować przez zastosowanie specjalnych urządzeń przewoźnych, zwanych sztaplarkami. Ogranicza się w ten sposób wysiłek fizyczny przy podnoszeniu układanego materiału na odpowiednią wysokość, lecz sposób formowania sztapla pozostaje nie zmieniony. W nowoczesnych składach tarcicy wysoki stopień mechanizacji osiąga się nie w wyniku bezpośredniego zastąpienia czynności wykonywanych ręcznie, przez pracę zmechanizowaną, lecz przez wprowadzenie nowej technologii i organizacji składowania. WiąŜe się to ściśle z zastosowaniem bezszynowych środków transportu, takich jak wózki podnośniki]owe boczne i czołowe. Rys. 19. przedstawia zasadę składowania tarcicy przy uŜyciu wózków podnośnikowych bocznych i czołowych. Na rysunku pokazano w jaki sposób za pomocą wózków układa się wcześniej przygotowane ręcznie lub w sposób zmechanizowany unosy (rys. 18) w sztaple o znacznej wysokości. Rys. 18. Unos [7, s. 210]
  • 32. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 Rys. 19. Zasada składowania tarcicy przy uŜyciu podnośnikowych wózków widłowych: a) bocznego, b) czołowego [7, s. 210] Czas i kontrola przebiegu suszenia naturalnego Z podanych wiadomości o suszeniu naturalnym wynika, Ŝe jego intensywność zaleŜy od konstrukcji sztapla, usytuowania sztapla na składzie oraz od atmosferycznych czynników suszenia, to znaczy temperatury, wilgotności i przepływu powietrza. Na czas suszenia wywierają równieŜ wpływ róŜnice w budowie anatomicznej poszczególnych gatunków drewna oraz grubość materiałów tartych. W ciągu roku rozróŜnia się dwa podstawowe okresy, w czasie których występują całkowicie odmienne warunki atmosferyczne: wiosenno–letni (od kwietnia do września) i jesienno–zimowy (od października do marca). W pierwszym okresie tarcica wysycha dość szybko, a w drugim–bardzo wolno i praktycznie tylko do punktu nasycenia włókien. Orientacyjny czas suszenia naturalnego na wolnym powietrzu tarcicy iglastej w przeciętnych krajowych warunkach klimatycznych podano w tabeli 2. Tabela 2. Orientacyjny czas suszenia naturalnego tarcicy iglastej na wolnym powietrzu do wilgotności 15÷18% w (dniach). Czasy suszenia naturalnego tarcicy liściastej są dwu a w przypadku niektórych gatunków nawet parokrotnie dłuŜsze od czasów suszenia tarcicy iglastej. Do kontroli przebiegu naturalnego suszenia tarcicy stosuje się metodę sztuk kontrolnych. Przygotowane wyrzynki z suszonego drewna (min. 3 szt.), umieszcza się w róŜnych miejscach sztapla tak, aby łatwo je wyjąć, dokonać pomiaru wilgotności i włoŜyć ponownie. Sposób umieszczania wyrzynka kontrolnego pokazuje rys. 20.
  • 33. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 Rys. 20. Sposób umieszczania wyrzynka kontrolnego w sztaplu: 1 – wyrzynek kontrolny, 2 – nacięta przekładka, 3 – klocki zabezpieczające [7, s. 221] W celu ułatwienia kontroli przebiegu suszenia sztaple oznacza się umieszczając na nich tabliczki z następującymi danymi: numer sztapla, data układania, data oraz wynik ostatniego pomiaru wilgotności.[7,s.211÷213]. 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Czy wiesz jaką wilgotność drewna oznacza stan powietrzno-suchy? 2. Czy znasz zasady, które naleŜy przestrzegać podczas suszenia naturalnego? 3. Jak powinien być zorganizowany skład tarcicy? 4. Jakie znasz zasady organizacji składy tarcicy? 5. Czy znasz elementy budowy sztapla? 6. Jakie są wymiary przekładek sztaplowych? 7. Czy znasz zasady układania tarcicy w sztaple? 8. Jakie znasz sposoby zabezpieczania czół tarcicy przed pękaniem? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Z przygotowanych podczas wcześniejszych zajęć (np. obróbki maszynowej) elementów sztapla np. w podziałce 1:10, wykonaj pomoc dydaktyczną w postaci sztapla dowolnej konstrukcji z zadaszeniem. Ćwiczenie naleŜy wykonać w grupach 2–3 osobowych. KaŜda grupa moŜe wykonywać inny rodzaj sztapla. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z zasadami układania tarcicy w sztapel, 2) zapoznać się literaturą lub zmierzyć w naturze wymiary sztapla, 3) zapoznać się wymiarami tarcicy iglastej ogólnego przeznaczenia, 4) dokonać wymiarowania poszczególnych elementów składowych sztapla, 5) przekazać narysowane elementy sztapla do wykonania lub wykonać we własnym zakresie , 6) zmontować sztapel, 7) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi, 8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
  • 34. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja dotycząca układania tarcicy w sztapel, − normy dotyczące wymiarów tarcicy iglastej ogólnego przeznaczenia, − elementy budowy sztapla, − narzędzia i przybory umoŜliwiające zmontowanie sztapla, − notatnik, − długopis/ ołówek, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Na warsztatowym składzie wykonaj sztaplowanie tarcicy w sztapel dwuczołowy z zadaszeniem według zasad określonych w materiale nauczania w rozdziale 4.2. Ćwiczenie naleŜy wykonać w grupach 3–4 osobowych, Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z zasadami układania tarcicy w sztaple, 2) zapoznać się normami dźwigania, 3) zaopatrzyć się w rękawice ochronne i ubranie robocze, 4) sporządzić spis wykonywanych kolejno czynności i przedstawić nauczycielowi, 5) przystąpić do układania sztapla według opisanych kolejno czynności, 6) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi, 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja dotycząca sztaplowania tarcicy, − dokumentacja dotycząca norm dźwigania, − rękawice ochronne i ubranie robocze, − przymiar kreskowy (metrówka stolarska oraz poziomica), − notatnik, − długopis/ ołówek, − narzędzia umoŜliwiające wykonanie zadaszenia, − literatura z rozdziału 6. 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) omówić stan wilgotności drewna powietrzno suchego? 2) omówić zasady, które naleŜy przestrzegać podczas suszenia naturalnego? 3) omówić organizację składu tarcicy? 4) omówić elementy budowy sztapla? 5) określić wymiary przekładek? 6) omówić zasady układania tarcicy w sztaple? 7) omówić sposoby zabezpieczania czół tarcicy przed pękaniem?
  • 35. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 4.3. Typy suszarń, przyrządy pomiarowe i kontrolne oraz obsługa suszarni komorowej 4.3.1 Materiał nauczania Typy suszarń do drewna [6,s.73–87] W większości tartaków i prawie wszystkich zakładach produkcyjnych wyroby finalne drewna jest suszone w suszarkach. Zespół suszarek wraz z obiektami towarzyszącymi, jak sterowanie, laboratoria, magazyny, nazywa się suszarnią. Sposoby suszenia drewna w suszarniach zaleŜą przede wszystkim od rodzaju materiału przeznaczonego do suszenia. Wśród suszarni wyróŜniamy: − suszarki do tarcicy, − suszarki do oklein i łuszczki, − suszarki do wiórów, − suszarki do płyt pilśniowych porowatych. Warunkiem suszenia drewna jest spowodowanie takiego ruchu cząsteczek wody zawartej w drewnie, aby nastąpiło jej parowanie z powierzchni elementu oraz zapewnienie warunków technicznych do odprowadzenia wyparowanej z drewna wody poza suszarkę. Aby zapewnić parowanie wody, naleŜy dostarczyć ciepło do odparowania wody. Stosuje się kilka sposobów dostarczania energii cieplnej mokremu drewnu. Najdawniej i najczęściej stosowanym obecnie sposobem jest konwekcja–przenoszenie ciepła od źródła, np. od nagrzanych grzejników (konwektorów), do drewna za pomocą powietrza w wyniku jego ruchu. Ruch powietrza spowodowany jest róŜnicami temperatury i wilgotności względnej powietrza, przyśpieszony ruch powietrza jest wymuszony za pomocą wentylatorów. Innym sposobem jest promieniowanie cieplne (albo temperaturowe). Jest to ogrzewanie polegające na dostarczaniu energii cząsteczkom drewna w wyniku promieniowania podczerwonego. MoŜna teŜ ogrzać drewno kontaktowo, wykorzystując zjawisko przewodnictwa cieplnego między drewnem i źródłem ciepła, którym moŜe być ogrzewana płyta. Korzystnie jest ogrzewać drewno od wewnątrz, aby zjawisko termodyfuzji sprzyjało przemieszczaniu się cząsteczek pary wodnej. Aby to uzyskać, umieszcza się drewno między elektrodami róŜnoimiennymi. Drewno nie przewodzi prądu (jest dielektrykiem), ale pod wpływem ruchu jego cząsteczek w zmiennym polu elektrycznym wywiązuje się tarcie, które powoduje, Ŝe wewnątrz objętości pakietu drewna jest wydzielane ciepło. Cząsteczki wyparowanej z drewna wody muszą być usunięte poza suszarkę. Odbywa się za pomocą tzw. czynnika suszącego. Czynnikiem suszącym moŜe być gorące powietrze, przegrzana para wodna lub spaliny. Są to gazy, które mają zdolność mieszania się z parą wodną. Podział suszarek ze względu na sposób ogrzewania drewna oraz ze względu na zasadę działania przedstawia tab.3.
  • 36. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Tabela 3. Podział suszarek do drewna Suszenie jest najbardziej energo- i czasochłonnym etapem obróbki drewna. Obecnie największa część produkowanego drewna jest suszona w suszarkach konwekcyjnych. Utrzymanie wysokiej temperatury suszenia wymaga wytworzenia duŜej ilości ciepła. Jednocześnie konieczność zapewnienia odpowiedniej wilgotności powietrza w komorze powoduje uwalnianie gorącego i wilgotnego powietrza do atmosfery. W ten sposób spora ilość energii jest tracona. DąŜenie do poprawienia jakości suszonego drewna, zmniejszenia zuŜycia energii, skrócenia czasu suszenia i wyeliminowania uciąŜliwych dla środowiska emisji gazów z kotłowni, stanowi impuls do udoskonalania rozwiązań konstrukcyjnych suszarek do drewna oraz poszukiwania nowszych metod suszenia. Obecnie–poza zwykłym konwekcyjnym–są stosowane inne metody suszenia: suszenie konwekcyjne przy obniŜonym ciśnieniu, nagrzewanie dielektryczne, a w krajach południowych–nagrzewanie słoneczne. Suszarki do tarcicy Najlepsza byłaby taka suszarka do tarcicy, która suszy szybko, w suszonym drewnie nie powstają Ŝadne zmiany (nie ma pęknięć, nie ma Ŝadnych zmian kształtu), wilgotność w całej objętości elementu jest jednakowa i ma odpowiednią wartość, obsługa suszarki jest w pełni zautomatyzowana. Takie „idealne” suszarki istnieją (np. podciśnieniowo–dielektryczne), ale ich produkcja i eksploatacja są kosztowne. Najbardziej popularne są suszarki, w których drewno jest suszone w atmosferze cyrkulującego powietrza. WyróŜniamy wśród nich: − suszarki konwekcyjne cyklicznego działania komorowe, − suszarki konwekcyjne cyklicznego działania kondensacyjne, − suszarki ciągłego działania, dawniej zwane tunelowymi.
  • 37. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 Suszarki konwekcyjne powietrzne cyklicznego działania. Obecnie drewno jest najczęściej suszone w atmosferze powietrza, w suszarkach konwekcyjnych cyklicznego działania, zwanych komorowymi. Drewno do suszenia jest układane w specjalny sposób na palecie lub bezpośrednio na wózku szynowym i załadowywane do wnętrza suszarki.. Drzwi komory zostają szczelnie zamknięte. Nad procesem suszenia czuwa suszarnik albo odpowiednio zaprogramowany komputer. Do wnętrza komory jest dostarczane powietrze o regulowanej w trakcie cyklu suszenia temperaturze i wilgotności. Powietrze spełnia dwa zadania: unosi energię cieplną od grzejnika do drewna (zjawisko konwekcji) oraz jest czynnikiem suszącym, tzn. suche powietrze przejmuje parę wodną z powierzchni drewna. Im cieplejsze jest powietrze i im szybciej krąŜy, tym więcej ciepła odbiera drewno. Ruch powietrza wewnątrz komory suszarki wymuszają wentylatory. Powietrze z atmosfery, tłoczone do wnętrza suszarki, ogrzewa się od grzejników (tzw. radiatorów, nagrzewanych gorącą wodą lub parą wodną) i przepływa prostopadle do wzdłuŜnej osi sztapla. Nadmiar wilgotnego powietrza jest usuwany do atmosfery przez kominki wentylacyjne. Po zakończeniu procesu wysuszone drewno zostaje wyprowadzone z suszarki. Suszarki komorowe róŜnią się cechami uŜytkowymi. NajwaŜniejszą z nich jest pojemność, tzn. objętość części komory przeznaczonej do załadunku drewna. Inne cechy uŜytkowe to: koszt eksploatacji oraz łatwość obsługi i cena suszarki przypadająca na 1 m3 pojemności suszarki. Suszarki komorowe róŜnią się teŜ rozwiązaniami technicznymi, np.: sposobem obiegu powietrza między suszonymi elementami, konstrukcją komory, materiałami uŜytymi do jej wykonania, sposobem nagrzewania powietrza, stopniem automatyzacji sterowania parametrami powietrza. Na rysunku 21 przedstawiono jedno z moŜliwych rozwiązań konstrukcyjnych suszarek komorowych. Rys. 21. Schemat działania suszarki komorowej: 1 – komora robocza, 2 – zespół wentylacyjny, 3 – układ grzewczy, 4 – układ zraszania, 5 – sterownia, 6 – drzwi do załadunku i wyładunku wsadu, 7 – kominki do ssania i wytłaczania powietrza, 8 – wsad (drewno) [6, s. 78] W suszarkach powietrznych konwekcyjnych cyklicznego działania cykl suszenia obejmuje pięć faz. Faza pierwsza to powolne nagrzewanie drewna w suszarce do temperatury 35°C. Zakłada się na ogół, Ŝe czas nagrzewania powinien wynosić 1 godzinę na 1 cm grubości suszonego drewna. Całkowity czas nagrzewania nie powinien przekraczać 24 godzin i zaleŜy od grubości drewna, np. drewno grubości od 16 do 29 mm moŜe być w ciągu godziny ogrzane
  • 38. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 o 8°C, drewno grubości od 32 do 50 mm o 6°C, drewno grubości od 63 do 100 mm – 4°C. Zbyt szybkie nagrzewanie powoduje intensywne wysychanie przypowierzchniowych warstw drewna, a w konsekwencji jego powierzchniowe pękanie i utrudnianie dopływu wody do powierzchni. Aby zabezpieczyć drewno przed powierzchniowym wysychaniem, w czasie nagrzewania, wilgotność względną powietrza w suszarce utrzymuje się powyŜej 98%. Faza druga jest niezbędna przy suszeniu drewna wstępnie podsuszonego na wolnym powietrzu, a moŜe być pominięta przy suszeniu drewna świeŜo ściętego. Polega ona na wstępnym nawilŜaniu ogrzanego drewna. Ten zabieg powoduje ułatwienie przepływu wilgoci przez warstwę przypowierzchniową drewna i zmniejszenie napręŜeń. NawilŜanie rozpyloną wodą lub nasyconą parą wodną wykonuje się w temperaturze 35°C i przy wilgotności powietrza 98–99%. Zalecany czas trwania nawilŜania zaleŜy od grubości suszonych elementów. Dla drewna iglastego przewiduje się 1 godzinę nawilŜania na 1 cm grubości tarcicy, dla drewna liściastego–1,5 godziny na 1 cm grubości tarcicy. Faza trzecia to suszenie właściwe. Wysokość temperatury i wartość względnej wilgotności powietrza suszącego podczas suszenia właściwego przyjmuje się w zaleŜności od gatunku drewna, jego grubości, wilgotności stopnia obróbki i wymaganej wilgotności końcowej. Wartości parametrów powietrza są zmienne w zaleŜności od bieŜącej wilgotności suszonego drewna. W pierwszym etapie suszonego drewna, od wilgotności początkowej do wilgotności wynoszącej około 28%, temperatura powietrza suszącego powinna być niŜsza, a względna wilgotność powietrza wyŜsza niŜ w drugim etapie suszenia, który rozpoczyna się po osiągnięciu przez drewno wilgotności nasycenia włókien. Podczas suszenia grubego drewna iglastego i trudno schnących gatunków liściastych (dąb, buk) stosuje się nawilŜanie zapobiegające pękaniu suszonego drewna (grube drewno dębowe nawilŜa się kilkakrotnie). Przykładowe parametry powietrza suszącego w suszarkach konwekcyjnych powietrznych, stosowane podczas tzw. suszenia normalnego, wybrane dla niektórych gatunków drewna i tarcicy grubości 32–50 mm przedstawiono (wg Glijera) w tab.4. Tabela 4. Parametry powietrza suszącego w suszarkach powietrznych cyklicznego działania Faza czwarta to sezonowanie suszonych elementów. W fazie tej następuje częściowe wyrównanie wilgotności w całej objętości suszonych elementów i zmniejszenie wewnętrznych napręŜeń, które mogłyby spowodować pękanie drewna. Suszone drewno poddawane końcowemu nawilŜaniu wyrównawczemu w temperaturze i wilgotności powietrza odpowiadającej wilgotności równowaŜnej drewna o 2% większej od końcowej wilgotności drewna. Czas trwania tej fazy wynosi 2 godziny na 1 cm grubości suszonej tarcicy iglastej
  • 39. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 i 2,5 godziny na 1 cm grubości suszonej tarcicy liściastej. Faz piąta polega na studzeniu wysuszonego drewna. Szybkość obniŜania temperatury w suszarce nie powinien być większy niŜ 6°C na 1 godzinę. Powolne studzenie zapobiega powierzchniowym pęknięciom i powoduje dalsze wyrównywanie wilgotności w całej objętości wysuszonego drewna. Temperatura końcowa drewna wystudzonego moŜe być wyŜsza od temperatury powietrza w miejscu jego składowania ok. 25°C. Suszarki kondensacyjne [6, s. 81] Suszarki kondensacyjne naleŜą do grupy suszarek powietrznych konwekcyjnych cyklicznego działania (rys.22). Drewno w tego typu suszarkach jest ogrzewane za pomocą krąŜącego powietrza na zasadzie konwekcji. Powietrze, które jest czynnikiem suszącym, nie jest wymieniane z otoczeniem–suszarki nie mają kominków wentylacyjnych. NajwaŜniejszym elementem tych suszarek jest agregat chłodniczy, w którym następuje ochładzanie wilgotnego powietrza i skraplanie zawartej w nim pary. Osuszone powietrze jest podgrzewane grzejnikami elektrycznymi do temperatury nie niŜszej niŜ 45°C i kierowane ponownie przez sztapel do obiegu suszenia. Powietrze przepływające przez sztapel wchłania parę wodną i następnie jest kierowane do chłodnicy. Suszarki kondensacyjne są energooszczędne, gdyŜ energia cieplna zawarta w wilgotnym powietrzu nie jest usuwana z powietrzem, jak w suszarkach komorowych, do atmosfery, lecz w wyniku skraplania pary zostaje odzyskana i wykorzystana do nagrzewania osuszonego powietrza. Sprawność cieplna tych suszarek moŜe wynosić nawet 80%. Rys. 22. Schemat suszarki kondensacyjnej [6, s. 81] Suszarki kondensacyjne stosuje się do wstępnego suszenia drewna gatunków trudno schnących–drewna dębowego i bukowego lub do suszenia grubych asortymentów drewna iglastego. Suszenie kondensacyjne trwa dłuŜej niŜ w suszarkach komorowych tradycyjnych, co moŜe być czasem przyczyną zainfekowania drewna grzybami. Suszarki aerodynamiczne Są to suszarki powietrzne konwekcyjne cyklicznego działania. Powietrze będące czynnikiem suszącym ogrzewane w nietypowy sposób na skutek tarcia mas powietrza o specjalnie skonstruowany wirnik wentylatora. Proces suszenia przebiega podobnie jak w suszarkach komorowych. Tego typu suszarki mogłyby znaleźć zastosowanie w zakładach zlokalizowanych tam, gdzie istnieje zakaz budowania kotłowni oraz tam, gdzie wysokie koszty suszenia nie mają istotnego znaczenia. W Europie nie ma suszarek tego typu.
  • 40. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 Suszarki podciśnieniowe Suszarki podciśnieniowe (zwane równieŜ próŜniowymi) słuŜą do szybkiego suszenia twardych gatunków drewna. Istnieje kilka sposobów przekazywania ciepła drewnu w suszarkach podciśnieniowych. Skonstruowano suszarki podciśnieniowe konwekcyjne, w których czynnikiem grzewczym jest para przegrzana, suszarki podciśnieniowe z ogrzewaniem kontaktowym i suszarki podciśnieniowe z ogrzewaniem dielektrycznym. W suszarkach podciśnieniowych z ogrzewaniem konwekcyjnym drewno schnie w atmosferze pary przegrzanej o ciśnieniu obniŜonym w stosunku do ciśnienia atmosferycznego. Przy tak obniŜonym ciśnieniu temperatura wrzenia wody jest niŜsza od 100°C. Woda zawarta w drewnie zamienia się w suszarce w parę wodną i w tej postaci przemieszcza się od wnętrza ku powierzchni suszonych elementów. W grupie suszarek konwekcyjnych suszarki podciśnieniowe charakteryzują się najkrótszym czasem suszenia, np. drewno twardych gatunków jest suszone w czasie dwa, a nawet trzy razy krótszym, niŜ w pozostałych suszarkach konwekcyjnych. Wynika to stąd, Ŝe przewodzenie przez drewno wilgoci w postaci pary jest kilkakrotnie szybsze od przewodzenia wody ciekłej. PoniewaŜ drewno schnie na niskiej temperaturze, to jego jakość, przy prawidłowo prowadzonym procesie, nie ulega zmianie. Wadą suszenia w tych suszarkach jest nierównomierny rozkład wilgotności w suszonych elementach. Na rysunku 23 przedstawiono schematycznie suszarkę podciśnieniową z ogrzewaniem kontaktowym. Drewno spoczywa na wózku wewnątrz izolowanego termicznie autoklawu, kaŜda warstwa drewna jest przełoŜona metalową płytą, której konstrukcja jest podobna do półki w prasie hydraulicznej. Drewno i zawarta w nim woda są ogrzewane kontaktowo w wyniku przepływu ciepła od metalowych płyt. Para wodna odprowadzana z suszonego drewna kondensuje na usytuowanych po bokach autoklawu chłodnicach studzonych zimną wodą. Powstały kondensat jest wypompowywany na zewnątrz. Podciśnienie w suszarce wytwarza pompa próŜniowa. Rys. 23. Schemat suszarki próŜniowej z ogrzewaniem kontaktowym [6, s. 83]
  • 41. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 Drewno w suszarce jest ogrzewane do temperatury 70°C, przy ciśnieniu atmosferycznym. Następnie ciśnienie wewnątrz walczaka obniŜa się tak, Ŝe woda wrze w temperaturze 40–50 °C i zamienia się w parę. Kiedy temperatura drewna stanie się niŜsza od temperatury wrzenia, cykl grzania drewna i suszenia przy obniŜonym ciśnieniu powtarza się. Czas suszenia twardych gatunków drewna w suszarkach podciśnieniowych kontaktowych moŜe nawet być sześciokrotnie krótszy od czasu suszenia w suszarkach komorowych. Suszarka podciśnieniowa z ogrzewaniem dielektrycznym Budowę suszarki podciśnieniowej z ogrzewaniem dielektrycznym przedstawiono na (rys.24). Ciasno ułoŜone drewno jest umieszczone wewnątrz autoklawu na specjalnym wózku izolowanym elektrycznie. Po obu stronach znajdują się elektrody zasilane prądem wielkiej częstotliwości (np. 13,56 MHz). Do autoklawu jest podłączona pompa próŜniowa, a ciśnienie we wnętrzu autoklawu wynosi 5 do 10 kPa. Przy tym ciśnieniu temperatura wrzenia wody wynosi 45–50°C. Para wodna odprowadzana z drewna kondensuje się na chłodnicy zasilanej zimną wodą, a kondensat jest odprowadzany za pomocą pompy na zewnątrz. Rys. 24. Schemat suszarki podciśnieniowej z ogrzewaniem dielektrycznym [6, s. 85] Drewno jest dielektrykiem, tzn. nie przewodzi prądu elektrycznego, ale umieszczenie drewna w polu o wielkiej częstotliwości powoduje nieznaczne przemieszczanie się cząsteczek elementarnych jego budowy. Towarzyszące temu zjawisku tarcie jest źródłem ciepła. Drewno nagrzewa się równomiernie wewnątrz swojej objętości. Ogrzewanie jest ograniczone wyłącznie do suszonego materiału, nie ma tu nośnika ciepła. PoniewaŜ na powierzchni drewna, na skutek parowania wody, temperatura jest niŜsza niŜ w jego wnętrzu, to zachodzi tu zjawisko termodyfuzji, czyli strumień wilgoci przemieszcza się z wewnętrznych warstw drewna zgodnie z kierunkiem spadku temperatury. Suszenie przebiega szybko i bez pęknięć, ale metoda jest wskazana dla drewna o dobrej przepuszczalności pary wodnej–brzozy, grabu wiązu. Trudno suszą się gatunki uznawane za trudno schnące: dąb i buk. Czas suszenia w suszarkach podciśnieniowych dielektrycznych mniej zaleŜy od wilgotności początkowej drewna, a bardziej od jego właściwości. Drewna drzew iglastych i liściastych o gęstości do 500 kg/m3 suszy się ok. dwu godzin, rozpierzchłonaczyniowe drewno liściaste o gęstości ponad 500 kg/m3 – cztery godziny, a trudno suszące się drewno pierścieniowonaczyniowe–osiem godzin. ZuŜycie energii w tych typach suszarek jest duŜe i wynosi ok. 250 kW·h na m3 drewna.
  • 42. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 Suszarki do tarcicy konwekcyjne ciągłego działania W suszarkach ciągłego działania suszone drewno w czasie trwania procesu jest co pewien czas przemieszczane wzdłuŜ tunelu suszarki. Materiał wysuszony jest wprowadzany z jednej strony suszarki, a jednocześnie drewno mokre jest wprowadzane do suszarki od strony przeciwnej (rys.25). Tego typu suszarki są przeznaczone do masowego suszenia głównie drewna iglastego do wilgotności nie mniejszej niŜ 12%. Sprawność cieplna suszarek ciągłego działania jest znacznie wyŜsza niŜ suszarek cyklicznego działania. Nagrzane powietrze płynie w kierunku przeciwnym do kierunku przesuwania drewna. Temperatura powietrza na drodze przepływu obniŜa się, a jego wilgotność rośnie. Pojemność tego rodzaju suszarek moŜe dochodzić do 600 m3, prędkość przepływu powietrza wynosi 1-1,5 m/s, temperatura w tunelu nie przekracza 65°C. Rys. 25. Suszarka ciągłego działania z wzdłuŜnym w stosunku do sztapli przepływem powietrza [6, s. 85] Suszarki do łuszczki i okleiny Łuszczkę i okleinę suszy się w suszarkach taśmowych ciągłego działania. Drewno moŜe być ogrzewane strumieniem gorącego powietrza, tj. konwekcyjnie. Innym sposobem suszenia łuszczki i okleiny jest nagrzewanie w wyniku bezpośredniego kontaktu płyt grzewczych z suszonym drewnem. Ten rodzaje suszenia stosowany do cienkich fornirów uniemoŜliwia bowiem ich paczenie. NaleŜy dodać, Ŝe sposób ten jest rzadko stosowany. Do suszenia fornirów stosuje się przekazywanie ciepła za pomocą promienników podczerwieni–lamp emitujących promienie podczerwone (cieplne). Promienie podczerwone wnikają w drewno na głębokość zaleŜną od gatunku drewna , np.w drewno orzecha i gruszy mniej niŜ 0,5 mm, w drewno dębu 1–2 mm, w drewno sosny 2–4 mm, w drewno lipy 4–mm. Ten sposób przekazywania energii cieplnej jest wykorzystywany tylko do suszenia fornirów. Suszarki do wiórów Do wytwarzania płyt wiórowych stosuje się specjalnie pozyskiwane o określonych kształtach i wymiarach, wióry drzewne. Jednym z ogniw procesu technologicznego produkcji płyt wiórowych jest suszenie wiórów. Mokre wióry umieszcza się w bębnie, do którego są dostarczane spaliny uzyskane ze spalania gazu lub paliwa płynnego. Spaliny przejmują parę powstałą z wody zawartej w wiórach i są częściowo usuwane do atmosfery, a częściowo
  • 43. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 kierowane powtórnie do bębna. Wióry wysychają do wilgotności 2%, po czym są studzone i przekazywane do dalszego etapu produkcji płyt wiórowych. Suszarki do płyt pilśniowych porowatych W procesie technologicznym płyt pilśniowych porowatych uformowany kobierzec jest poddawany suszeniu w suszarkach rolkowych o działaniu ciągłym. W kanale suszącym znajdują się rolki napędzane łańcuchami tworzące 14 poziomów, na których są umieszczane płyty. Energia cieplna do płyt jest doprowadzana w wyniku promieniowania podczerwonego grzejników usytuowanych pod płytami. Czynnikiem suszącym jest para przegrzana o temp. około 170°C, uzyskiwana z wody odprowadzanej z suszonego materiału. Nadmiar pary przegrzanej, po odzyskaniu z niej ciepła w wymienniku ciepła, jest odprowadzany do atmosfery. Przygotowanie suszarki do pracy [4,s.77] Cykl suszenia obejmuje przygotowanie suszarki, ustawienie drewna w suszarce, prowadzanie procesu w poszczególnych fazach i rozładunek suszarki. Za sposób przygotowania drewna do suszenia i przeprowadzenie cyklu suszenia odpowiedzialni są odpowiednio przygotowani zawodowo suszarnicy. Przed wprowadzeniem drewna do suszarki wykonywane są następujące czynności: − sprzątanie suszarki (tę czynność lepiej jest wykonać po kaŜdym zakończonym cyklu), − sprawdzenie droŜności studzienki i kanałów ściekowych, − sprawdzenie stanu wentylatorów, a zwłaszcza stanu łoŜysk, − dokręcenie smarowniczek łoŜysk w układzie napędu wentylatorów, − po wykonaniu prac związanych z zasilaniem silników, sprawdzenie kierunków obrotów wentylatorów (wszystkie muszą mieć ten sam kierunek obrotów), − sprawdzenie stanu układu grzejnego (przecieki, działanie odwadniaczy, zamknięcie obejść odwadniaczy), − odpowietrzenie grzejników wodnych, jeŜeli nie ma w nich automatycznych zaworów odpowietrzających, − sprawdzenie działania przepustnic w kominkach wentylacyjnych, − sprawdzenie działania układu nawilŜania powietrza, oczyszczenie lub wymiana dysz, − wypłukanie lub wymiana gazy na czujniku termometru mokrego, − uzupełnienie wody w naczyniu nawilŜającym, − wymiana wkładki celulozowej w układzie pomiaru wilgotności równowaŜnej, − sprawdzenie stanu przewodów sond układu pomiaru wilgotności drewna, − sprawdzenie działania układu sygnalizacyjnego „człowiek w komorze”, − sprawdzenie stanu uszczelek drzwi, − sprawdzenie ogólnego stanu wnętrza suszarki. Z wymienionych czynności wykonywane są tylko te, które dotyczą występujących w suszarce elementów. Przygotowanie drewna do suszenia [6,s.87–90] Planując proces suszenia dla kaŜdej partii materiału, która ma być wysuszona w suszarce, trzeba określić, jaka jest jej wilgotność początkowa. W tym celu naleŜy wybrać trzy sztuki drewna o spodziewanej największej wilgotności. Jeśli suszone są gatunki iglaste, to jedna sztuka powinna mieć jak największy udział bielu, druga jak największy udział twardzieli, a trzecia powinna się charakteryzować równym udziałem bielu i twardzieli. Do pomiaru wilgotności moŜna uŜyć wilgotnościomierzy elektronicznych lub określić wilgotność metodą
  • 44. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 42 suszarkowo–wagową. Do kontrolowania zmian wilgotności drewna, jeśli suszarka nie jest wyposaŜona w automatyczne sterowanie, słuŜą tzw. deski kontrolne. Wycina się je z wybranych trzech sztuk drewna. Ich długość powinna wynosić ok. 600 mm. Deski waŜy się z dokładnością do 1 g. Następnie oblicza się ich masę przy wilgotności docelowej suszenia. Deski umieszcza się w środku sztapla (rys. 26). Podczas suszenia deski są kilkakrotnie wyjmowane i waŜone, a wyniki waŜenia porównywane z obliczoną masą desek po wysuszeniu. Rys. 26. Sposób umieszczania deski kontrolnej w sztaplu [6, s. 88] Formowanie sztapli (stosów) i pakietów Sposób załadunku suszarki jest zagadnieniem bardzo waŜnym. Prawidłowy dobór materiału i odpowiednie uformowanie sztapli jest podstawą uzyskania wysokiej jakości suszonej tarcicy i ma wpływ na sprawność eksploatacyjną suszarek. Sztaple układa się na paletach o wymiarach odpowiednich do wymiarów komory suszarni lub na wózkach szynowych (rys.27). Rys. 27. Formowanie sztapli przeznaczonych do suszarek: a) sztapel dwuczołowy, b) jednoczołowy, c) sztapel do suszarki ciągłego działania [6, s. 88] Rys. 28. Kształt sztapli w suszarce jednotorowej [4, s. 79]
  • 45. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 43 Rys. 29. Długość sztapla w suszarce jednotorowej [4, s. 79] Rys. 30. Ustawienie pakietów na głębokości suszarki bez transportu szynowego [4, s. 81]
  • 46. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 44 Rys. 31.Ustawienie sztapli na szerokości suszarek [4, s. 81]
  • 47. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 45 Rys. 32. Przestrzenie między sztaplami [4, s. 82] Komora suszarki powinna być załadowana drewnem jednego gatunku (lub gatunków podobnych, jak np. świerk i jodła), tej samej grubości, podobnej szerokości, o tym samym stopniu obróbki (tarcica obrzynana lub nieobrzynana) i o zbliŜonej wilgotności początkowej. NajwyŜszą jakość suszonej tarcicy moŜna uzyskać susząc tylko tarcicę obrzynaną. Która łatwiej układa się w sztaplach. Drewno powinno być poukładane w pakiety i sztaple dwuczołowe (rys. 27a). Tarcica w jednej warstwie sztapla powinna być ułoŜona bez szczelin. Inaczej układa się tylko drewno przeznaczone do suszarki ciągłego działania ze wzdłuŜnym układem sztapli (rys. 27c). Tarcice nieobrzynaną naleŜy układać na przemian raz szerszym, a raz węŜszym końcem do czoła sztapla. Długość sztapli dwuczołowych powinna być równa długości najdłuŜszych sztuk. Szerokość i wysokość sztapli jest zaleŜna od wymiarów przestrzeni załadowczej suszarki. JeŜeli nie wystarcza drewna na uformowanie sztapla normalnej szerokości i wysokości, to naleŜy ułoŜyć sztapel węŜszy, ale o normalnej wysokości. Ustawienie w suszarce sztapli mniejszej wysokości powoduje przepływ powietrza nad nim, a więc przesuszenie drewna w górnych warstwach sztapla i wydłuŜony czas wysychania desek we wnętrzu sztapla. NajdłuŜsze i najszersze sztuki tarcicy układa się z brzegu, pozostałe w środku. JeŜeli łączna szerokość sztuk w jednej warstwie jest mniejsza od szerokości sztapla, to szczelinę naleŜy pozostawić w środku sztapla. Boczne powierzchnie skrajnych sztuk tarcicy muszą tworzyć jedną pionową płaszczyznę. W przypadku suszenia elementów o długościach mniejszych od szerokości komory naleŜy ułoŜyć sztapel dwuczołowy tak, aby wypełniał komorę na całej szerokości. Równe sztaple, bez szczelin w warstwach poziomych, dają moŜliwość wyeliminowania zawirowań przepływającego powietrza. Sztaple jednoczołowe (rys. 27b) nie powinny być stosowane, bo wystające części tarcicy
  • 48. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 46 w tych sztaplach ulegają spękaniu i paczeniu, a ponadto utrudniają prawidłowy przepływ powietrza w komorze. DuŜy wpływ na prawidłową cyrkulację powietrza suszącego ma właściwy dobór oraz właściwe ułoŜenie przekładek. Wykonuje się je ze zdrowego drewna iglastego, okresowo zabezpieczanego przed grzybami odpowiednimi preparatami. Stosowanie przekładek o przekroju kwadratowym, a nie prostokątnym, zapewnia uniknięcie błędu, jakim jest ułoŜenie krzywego stosu. Do tarcicy grubości do 50 mm stosuje się przekładki o przekroju 25x25 mm, a do tarcicy grubszej–przekładki o przekroju 30x30 mm. Długość przekładek powinna być równa szerokości sztapla. Przekładki muszą być kładzione „na płask”, jedna nad drugą w płaszczyźnie pionowej. Skrajne przekładki naleŜy umieszczać równo z czołami tarcicy. Pozostałe zaleca się układać w odstępach zaleŜnych od rodzaju i grubości drewna i wynoszących: − dla tarcicy iglastej grubości do 50 mm – 0,8 m, − dla tarcicy iglastej grubości powyŜej 50 mm – 1,2 m, − dla tarcicy liściastej grubości do 50 mm – 0,6 m, − dla tarcicy liściastej grubości powyŜej 50 mm – 1,0m. W dostępnych miejscach sztapli naleŜy pozostawić miejsca dla umieszczenia desek kontrolnych. Mogą one być umieszczone w czołowej części sztapla, między przekładkami z podcięciami (rys. 26).lub z boku sztapla–ułoŜone na dwóch pocienionych przekładkach. Producenci suszarek tarcicy załączają w dokumentacji techniczono–ruchowej suszarki informacje dotyczące poprawnego sztaplowania. Podają w nich wymagane odległości boków i wierzchu sztapla od ścian stropu i drzwi suszarki. Sposób ustawienia drewna w suszarce ma istotny wpływ na równomierność schnięcia, na rozkład końcowej wilgotności w całym sztaplu i w kaŜdej sztuce tarcicy oraz na odkształcenie się drewna i na czas suszenia. Sztaple powinny być tak formowane i ustawiane w suszarce, aby przepływające powietrze przepływało tylko przez szczeliny między suszonymi elementami. Strumień powietrza powinien być przegrodzony sztaplami. Pozostawianie wolnych przestrzeni wywołuje zwiększony przepływ przez nie powietrza, a tym samym zmniejsza ilość powietrza przepływającego przez sztaple, co wpływa na wydłuŜenie czasu suszenia i nierównomierny rozkład końcowej wilgotności. JeŜeli sztaple lub pakiety nie wypełniają komory suszarki na całej długości, to wolną przestrzeń trzeba zasłonić ekranami kierującymi powietrze na tarcicę. Do załadunku drewna do suszarni stosuje się najczęściej wózki widłowe. Wózki szynowe są przydatne do załadunku drewna o długości powyŜej 6 m. Ze względu na podwozie zmniejszają one przestrzeń załadowczą komory o 10–15% i ograniczają, ze względu na znaczny cięŜar, wysokość sztapla. Przebieg suszenia [6, s. 91] Obecnie produkowane suszarki są oferowane razem z oprogramowaniem do komputerowego sterowania procesem suszenia oraz z odpowiednimi urządzeniami do automatycznego pomiaru wilgotności i temperatury powietrza we wnętrzu komory, z urządzeniami do kontroli wilgotności drewna, a takŜe urządzeniami do automatycznego sterowania zaworami dopływu i odpływu powietrza, dopływu pary do komory itd. Po wprowadzeniu danych dotyczących gatunku, grubości i wilgotności początkowej i końcowej drewna komputer sam dobiera program suszenia. W kaŜdej chwili trwania suszenia moŜna ingerować w ten program, zmieniając np. szybkość nagrzewania tarcicy, wartość temperatury suszenia itp. Suszarki sterowane komputerem są zabezpieczone przed ryzykiem pomyłki ze strony osoby obsługującej suszarkę, a proces suszenia jest prowadzony w sposób ciągły i bez przerw.
  • 49. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 47 Kierowanie procesem suszenia w suszarkach bez urządzeń działających automatycznie polega na regulacji dopływu pary lub gorącej wody do grzejników, regulacji dopływu pary nawilŜającej, zamykaniu i otwieraniu kominków dopływu i odpływu powietrza. Wytwarzanie w komorze odpowiednich warunków klimatycznych suszenia odbywa się na podstawie programu suszenia oraz wyników kontroli jego przebiegu. Kontrola przebiegu suszenia polega na określaniu wilgotności względnej i temperatury powietrza we wnętrzu komory oraz pomiarach wilgotności tarcicy i ocenie równomierności schnięcia drewna. MoŜna teŜ sprawdzić prawidłowość obiegu powietrza. W celu ustalenia wilgotności względnej powietrza odczytuje się temperaturę na dwóch termometrach–suchym i mokrym, umieszczonych we wnętrzu suszarki. Jednym ze sposobów kontroli suszenia jest tzw. próba widełkowa. Przed suszeniem wykonuje się próbki widełkowe z tych samych sztuk tarcicy, z których wycięto deski kontrolne (rys.33). Próbki z czterema ramionami wykonuje się z tarcicy grubości powyŜej 70 mm, z cieńszej tarcicy wykonuje się próbki z dwoma ramionami. Odchylanie się ramion widełek do wewnątrz świadczy o zaschnięciu zewnętrznych warstw przy duŜej wilgotności wewnętrznych warstw drewna. NaleŜy wówczas przerwać suszenie i zastosować nawilŜanie. Do obowiązków osoby obsługującej suszarkę naleŜy zapisywanie informacji o suszonej tarcicy, ustalanie programu oraz zapisywanie przebiegu suszenia i wyników pomiarów kontrolnych. Programy suszenia dla suszarek przeznaczonych do suszenia jednego rodzaju materiałów (np.wióry, okleina, płyty pilśniowe porowate) są ustalone przez wytwórcę urządzeń. Programy suszenia dla suszarek do tarcicy są dobierane w zaleŜności od gatunku drewna, jego wymiarów, wilgotności początkowej i docelowej. Ze względu na duŜą róŜnorodność materiałów i róŜne ich przeznaczenie programy są opracowywane przez doświadczonych suszarników. Rys. 33. Próbka widełkowa: a) drewno świeŜe, b) drewno po rozpoczęciu suszenia, c) stan zeschnięcia, d) drewno po nawilŜeniu, e) wysuszone drewno bez napręŜeń [7, s. 229]
  • 50. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 48 Pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza. Najczęściej stosuje się psychrometr róŜnicowy (rys.34), działający na zasadzie róŜnicy temperatur, odczytywanych na dwóch termometrach: suchym i mokrym. Rys. 34. Psychrometr róŜnicowy: 1 – obudowa metalowa z wykresem psychrometrycznymi wskazówką przesuwną, 2 – termometr suchy, 3 – termometr mokry, zbiornik na wodę [7, s. 228] Gałka termometru mokrego owinięta jest gazą nawilŜaną ze zbiorniczka wodnego. Parowanie wody ze zwilŜonej gazy pochłania ciepło z gałki termometru mokrego, przez co wskazuje on niŜsza temperaturę. Parowanie jest tym intensywniejsze, a róŜnica temperatur tym większa, im bardziej suche jest powietrze w komorze suszarni. Na podstawie tej róŜnicy temperatur określa się wilgotność względną powietrza za pomocą wykresu )nomogramu) lub specjalnych tabel (tab.5). Tabela 5. Psychrometryczna tabela do określania względnej wilgotności powietrza
  • 51. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 49 Na rysunku psychrometru jest widoczny tego rodzaju wykres oraz wskazówka przestawna, umoŜliwiająca odczytywanie wilgotności względnej powietrza. Temperaturę powietrza określa się zwykle na podstawie wskazań suchego termometru psychrometru. Wysokość temperatury kontroluje się co dwie godziny. Pomiar wilgotności bieŜącej i końcowej drewna Spadek wilgotności tarcicy określa się na podstawie ubytku masy wyrzynków kontrolnych. Zastosowanie wyrzynków kontrolnych umoŜliwia badanie przebiegu suszenia bez kaŜdorazowego określania wilgotności metodą suszarkowo-wagową. WaŜenie wyrzynków kontrolnych powinno następować co 8 godzin. BieŜącą wilgotność wyrzynka kontrolnego oblicza się wg. wzoru: Wb = m4 - m2 / m2 ·100% w którym: Wb –wilgotność bieŜąca wyrzynka kontrolnego w%, m2 – masa wyrzynka kontrolnego w stanie absolutnie suchym w bramach, m4 – masa bieŜąca wyrzynka kontrolnego w gramach. Kontrola równomierności schnięcia drewna Podczas suszenia łatwo ulegającej zaschnięciu i spękaniu tarcicy liściastej duŜe znaczenie ma określenie występujących w niej napręŜeń. Świadczą one o stopniu równomierności wysychania jej warstw zewnętrznych i wewnętrznych. Próbki te pobiera się w sposób przedstawiony na (rys.33) i postępuje się jak opisano podczas wykonania próby widełkowej. Kontrola obiegu powietrza Sprawdzanie obiegu powietrza nie naleŜy do stałych czynności kontrolnych, takich jak pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza. Obieg powietrza kontroluje się przy uŜyciu aparatu dymowego, a prędkość powietrza za pomocą anemometru. Magazynowanie wysuszonego drewna [6,s.94] Drewno o wilgotności większej niŜ 15% moŜe być składowane pod wiatą w przewiewnym miejscu. Wysuszone drewno przeznaczone do wysyłki lub składowane w magazynach międzyoperacyjnych moŜe być ułoŜone ciasno, sposobem „na głucho”, w sztaple czołowe, dwuczołowe. Układając sztapel w górę, co 0,5 m naleŜy przekładać tarcicę przekładkami w celu usztywnienia sztapla. W magazynach między operacyjnych tarcicę układa się do wysokości 2,0–2,5 m. Na widocznej stronie sztapla powinna być wywieszka, na której naleŜy wpisać rodzaj drewna, grubość i klasę oraz miąŜszość. Drewno o wilgotności mniejszej niŜ 15% naleŜy składować w magazynach zamkniętych. Jest bardzo waŜne, aby parametry powietrza w magazynie były w stanie równowagi higroskopijnej z drewnem w celu utrzymania stałej wilgotności drewna. Dlatego pomieszczenia magazynowe powinny być wyposaŜone w grzejniki, urządzenia do wentylacji i przyrządy do odczytu temperatury i wilgotności względnej powietrza.
  • 52. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 50 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Czy znasz podział suszarek? 2. Czy znasz budowę suszarki komorowej? 3. Jakie wyróŜniamy fazy podczas suszenia drewna? 4. Czym się charakteryzują suszarki kondensacyjne? 5. Na czym polega suszenie w suszarkach podciśnieniowych? 6. Na czym polega przygotowanie drewna do suszenia w suszarni? 7. Jakie znacz rodzaje sztapli stosowanych w suszarniach komorowych? 8. Na czym polega próba widełkowa podczas suszenia drewna w suszarniach? 9. Jakie urządzenie słuŜy do pomiaru wilgotności względnej powietrza w suszarni komorowej? 10. Czy wiesz na czym polega magazynowanie wysuszonego drewna? 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Mając do dyspozycji Internet, odnaleźć 3–4 producentów suszarń komorowych. Następnie dokonaj przeglądu ofert suszarń zapoznając się z informacjami dotyczącymi budowy, wyposaŜenia, aparatury oraz danymi technicznymi. Po zapoznaniu się z ofertami sporządź zestawienie (np. w formie tabelarycznej), który producent Twoim zdaniem oferuje najlepsze suszarki. Po wykonaniu zadania moŜna nawiązać kontakt z przedstawicielem handlowym tej firmy i poprosić o przesłanie bezpłatnych materiałów, katalogów lub umówić się na spotkanie w szkole. Kontakt z przedstawicielem powinien nawiązać nauczyciel. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym w „Poradniku”, 2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet, 3) dokonać zestawienia danych uzyskanych informacji, 4) przedstawić opracowanie nauczycielowi, 5) zaprezentować swoją pracę pozostałym grupom i uzasadnić swój wybór, 6) nawiązać kontakt z przedstawicielem handlowym (nauczyciel), 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń, − komputer z dostępem do Internetu, − notatnik, − długopis/ołówek, − literatura z rozdziału 6.
  • 53. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 51 Ćwiczenie 2 Przeprowadź rozpoznanie lokalnych zakładów drzewnych gdzie znajdują się suszarnie komorowe do drewna. Korzystając z materiału nauczania zawartego w „Poradniku” oraz w oparciu o Internet opracuj pytania dotyczące suszarni komorowej. Następnie poproś nauczyciela o zorganizowanie spotkania w szkole z doświadczonym suszarnikiem obsługującym suszarnię pobliskiego zakładu. Podczas spotkania naleŜy zadawać opracowane wcześniej pytania. Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym w „Poradniku”, 2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet, 3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem, 4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi, 5) zadawać pytania uzyskując maksymalną ilość informacji 6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń, − komputer z dostępem do sieci Internet, − notatnik, − długopis/ołówek, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Podczas spotkania z suszarnikiem (patrz ćwicz. 2), naleŜy poprosić o umoŜliwienie zorganizowania wycieczki do zakładu w czasie, gdy będą wykonywane prace związane z załadunkiem komory suszarni. Jeśli jest to moŜliwe to naleŜy poprosić o informacje dotyczące rozładunku komory oraz składowanie wysuszonego materiału. Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym w „Poradniku”, 2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet, 3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem w zakładzie, 4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi, 5) przygotować się do wycieczki wg. zaleceń nauczyciela, 6) dokonać obserwacji załadunku komory i w odpowiednim czasie zadawać pytania 7) dotyczące załadunku, rozładunku oraz składowania wysuszonego materiału, 8) sporządzić notatki z obserwacji, 9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
  • 54. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 52 WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń, − komputer z dostępem do sieci Internet, − notatnik, − długopis/ołówek, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 4 Na takiej zasadzie jak w (ćwicz. 3), naleŜy zorganizować wycieczkę do zakładu gdzie eksploatuje się suszarnię komorową i poprosić suszarnika o omówienie procesu suszenia drewna, charakterystyki, przeznaczenia oraz zasady obsługi przyrządów stosowanych w suszarni. Po spotkaniu naleŜy sporządzić sprawozdanie na ocenę. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym rodzajów i budowy suszarń zawartym w „Poradniku”, 2) odszukać potrzebnych informacji w sieci Internet, 3) opracować zestaw pytań na spotkanie z suszarnikiem w zakładzie, 4) zaprezentować swoją pracę nauczycielowi, 5) przygotować się do wycieczki wg zaleceń nauczyciela, 6) czynnie uczestniczyć w zajęciach zadając pytania, 7) sporządzić notatki z uzyskanych informacji, 8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. WyposaŜenie stanowiska pracy: − dokumentacja zawierająca materiał dotyczący rodzajów i budowy suszarń, − komputer z dostępem do sieci Internet, − notatnik, − długopis/ołówek, − literatura z rozdziału 6. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wymienić podział suszarek? 2) omówić budowę suszarki komorowej? 3) określić fazy suszenia w suszarkach komorowych? 4) omówić charakterystykę suszarek kondensacyjnych? 5) omówić proces suszenia w suszarkach podciśnieniowych? 6) omówić zasady przygotowania drewna do suszenia? 7) określić jakie rodzaje sztapli stosujemy w suszarniach komorowych? 8) wyjaśnić na czym polega próba widełkowa podczas suszenia drewna? 9) omówić zasadę działania psychrometru róŜnicowego i pomiaru wilgotności względnej powietrza? 10) omówić na czym polega magazynowanie wysuszonego drewna?